Rapid, Sensitive, Label-Free Electrical Detection of SARS-CoV-2 in Nasal Swab Samples
Rapid, Sensitive, Label-Free Electrical Detection of SARS-CoV-2 in Nasal Swab Samples
复制标题
鼻拭子样本中 SARS-CoV-2 的快速、灵敏、无标记电检测
DOI：
10.1021/acsami.3c00331
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发表时间：
2023
影响因子：
9.5
通讯作者：
Huang, Jun
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jang, Hyun-June;Zhuang, Wen;Sui, Xiaoyu;Ryu, Byunghoon;Huang, Xiaodan;Chen, Min;Cai, Xiaolei;Pu, Haihui;Beavis, Kathleen;Huang, Jun
2019冠状病毒病（COVID-19）的快速诊断是长期控制严重急性呼吸道综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）的关键，因为世界各地突变的SARS-CoV-2再次威胁。在这里，我们报告了一个电子标签检测SARS-CoV-2鼻咽拭子样本直接从门诊患者或唾液相关的条件下，通过使用远程浮栅场效应晶体管（RFGFET）与二维还原氧化石墨烯（rGO）传感膜。RFGFET传感器具有快速检测能力（<5分钟），对8个鼻拭子样本（每个样本使用4种不同设备测量）的准确度为90.6%，变异系数（CV）<6%。此外，RFGFET传感器显示伪SARS-CoV-2的检测限（LOD）比酶联免疫吸附测定低10 000倍，与患者样本的逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）的LOD相当。为了实现这一点，进行了全面系统的研究，关于SARS-CoV-2和刺突蛋白，中和抗体和血管紧张素转换酶2之间的相互作用，作为生物标志物（检测目标）或在rGO传感膜上功能化的传感探针（受体）。总之，这项工作可能对定位FET生物电子学快速SARS-CoV-2诊断产生巨大影响。
Rapid diagnosis of coronavirus disease 2019 (COVID-19) is key for the long-term control of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) amid renewed threats of mutated SARS-CoV-2 around the world. Here, we report on an electrical label-free detection of SARS-CoV-2 in nasopharyngeal swab samples directly collected from outpatients or in saliva-relevant conditions by using a remote floating-gate field-effect transistor (RFGFET) with a 2-dimensional reduced graphene oxide (rGO) sensing membrane. RFGFET sensors demonstrate rapid detection (<5 min), a 90.6% accuracy from 8 nasal swab samples measured by 4 different devices for each sample, and a coefficient of variation (CV) < 6%. Also, RFGFET sensors display a limit of detection (LOD) of pseudo-SARS-CoV-2 that is 10 000-fold lower than enzyme-linked immunosorbent assays, with a comparable LOD to that of reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) for patient samples. To achieve this, comprehensive systematic studies were performed regarding interactions between SARS-CoV-2 and spike proteins, neutralizing antibodies, and angiotensin-converting enzyme 2, as either a biomarker (detection target) or a sensing probe (receptor) functionalized on the rGO sensing membrane. Taken together, this work may have an immense effect on positioning FET bioelectronics for rapid SARS-CoV-2 diagnostics.
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影响因子：
8.4
作者：
Filipiak, Marcin S.;Rother, Marcel;Tarasov, Alexey
通讯作者：
Tarasov, Alexey
与水介质中的非极性表面相比，羧酸-功能化共轭聚合物可减少电子漂移并增强远程门的质子灵敏度
影响因子：
6.2
作者：
Jang, Hyun‐June;Wagner, Justine;Song, Yunjia;Lee, Taein;Katz, Howard E.
通讯作者：
Katz, Howard E.
DOI：
10.1101/2020.10.16.20214049
发表时间：
2020-10
影响因子：
11.1
作者：
R. Subramanian;Qixin He;Mercedes Pascual
通讯作者：
R. Subramanian;Qixin He;Mercedes Pascual
影响因子：
16.6
作者：
Hwang, Michael Taeyoung;Heiranian, Mohammad;Bashir, Rashid
通讯作者：
Bashir, Rashid