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美国华盛顿大学医学院、密歇根大学以及生物技术公司 Integrated Biotherapeutics 成功使用光学微环谐振器和生物标志物实现了血液样本中的病毒快速识别，该技术可用于埃博拉病毒的诊断。
在测试中，微环谐振器传感器能够在低水平检测病毒可溶性糖蛋白，用时仅花了40分钟。
微环谐振器的工作原理是回音壁模式 (WGM) 感应。特定共振波长的光被限制在微环腔中，当光在微环内循环时，它与沉积在环表面的生物分子相互作用，从而导致环共振波长发生变化，且该变化与表面吸附材料的数量成正比。
图 从细胞表面萌芽的埃博拉病毒颗粒的彩色扫描电子显微镜图像（美国国家过敏和传染病研究所提供）
实验中，研究人员在谐振器中捕捉光线，并利用共振来增强信号。通过监测共振波长发生的位置，可以得出有多少分子。
团队设计了一种高度敏感的抗体来检测低水平的 sGP 分子，并将其整合到传感器中。在对来自受感染动物的血液进行测试，他们检测到 sGP 生物标志物的时间早于或早于最敏感的病毒遗传物质测试。此外，他们通过量化血液中 sGP 的含量，发现 sGP水平越高，病情越严重。
研究员Abraham Qavi表示，“从得出的这些数据来看，如果你超过特定的水平，生存几率比较低。但如果低于该水平，生存几率则很高。他强调，团队需要验证其在受感染个体中的研究和方法。如果该方法得到验证，医生可以使用通过该方法获得的信息为患者量身定制治疗计划，并将稀缺的药物分配给最有可能受益的患者。
微环谐振器具有128个有源传感器，具有很高的复用潜力。研究人员认为，其多路复用的能力将使传感器能够适应更广泛的病原体，并有望应用于其他与感染检测相关的生物标志物。
除了多路复用之外，WGM 还具有灵敏度高、速度快以及易于与微流体集成的优势。基于 WGM 的平台的另一个优点是添加了非功能化的热控制微环，它可以消除任何可能影响测量结果的环境通量。
目前的埃博拉病毒诊断测试无法准确用于患病早期，因为此时人体内的病毒含量处于一个较低的水平，测量结果并不可靠。如果想要得到准确的结果，大概需要数天时间。因此，早期诊断可以帮助公共卫生工作者追踪病毒的传播并实施限制疫情爆发的策略。
“使用埃博拉病毒感染的生物标志物，我们可以在感染后的关键期尽早的检测到埃博拉病毒感染，由此节省出的几天的时间在为患者提供需要的医疗护理和打破传播周期方面有很大提升，”Qavid 说道。
该研究发表在 Cell Reports Methods (www.doi.org/10.1016/j.crmeth.2022.100234)。
