南大研发可捕捉单个病毒的“镊子” 或对冠病研究有所启发

由南大研究团队所研发的新科技能操控单个病毒,可提高病毒研究、诊断和药物制作的准确性。研究由南洋理工大学李光前医学院副教授叶平发(前面)和电机与电子工程学院教授刘爱群领导(后左),研究员李振宇也参与了该研究。(南洋理工大学提供)。
由南大研究团队所研发的新科技能操控单个病毒,可提高病毒研究、诊断和药物制作的准确性。研究由南洋理工大学李光前医学院副教授叶平发(前面)和电机与电子工程学院教授刘爱群领导(后左),研究员李振宇也参与了该研究。(南洋理工大学提供)。

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(早报讯)本地科学家研发首个能操控单个病毒的设备,以激光作为“镊子”捕捉和移动病毒,协助学者对单个病毒进行分析和实验,或对冠病病毒研究有所启发。

联合领导该研究的南洋理工大学李光前医学院副教授叶平发说,目前研究病毒所使用的常规方法是一次研究上千至上百万个病毒,因此只能得知整组病毒的平均特性,也难以有效地分离及研究当中的异常病毒。

他在今天(10月27日)的媒体分享会上说,此次发明的新技术能挑选单独的病毒颗粒,再进行研究获取新信息,了解它们所引起的疾病,可以说是让病毒研究从模拟(analog)走向数字化的一大突破。

团队研发的设备称作数码病毒操纵晶片(digital virus manipulation chip),宽和高只有2厘米,约相当于拇指指甲的大小。晶片由二氧化矽(silicon oxide)和氮化矽(silicon nitride)半导体晶体圆形片(wafer)组成,含有多个介电质(dielectric)孔洞来捕捉病毒。

当激光发射高度聚焦且能量准确的光线时,能将病毒吸引并捕捉到洞内,还能通过更改光线照射的地方来移动病毒,成为可以隔离和移动病毒的“镊子”。这也能让使用者对直径为40到300纳米(nanometre)的病毒,根据尺寸进行分类和集中。

该研究用腺病毒作为测试对象,这是一组会引发感冒症状的常见病毒,直径介于90到100纳米,与大小和直径介于80和120纳米的冠病病毒(SARS- CoV-2)相似。因此,这个设备理论上也能运用在冠病病毒的研究中,但叶平发副教授预计,要运用到冠病病毒还需要多两三年的时间。

另一位联合领导该项研究的南大电机与电子工程学院教授刘爱群说,由于市面上目前没有能操控单个病毒的技术,因此这项研发对于诊断和药物研制方面,也会是重大的突破。

刘爱群教授提到,现有包括聚合酶链式反应(PCR)检测在内的诊断方式,主要以核糖核酸(RNA)层面为基础,但这无法辨认患者体内是否有活性病毒。“当你在身体血液中找到RNA,这不代表病毒一定还存活在身体里,它可能只是碎片或已经死了。这导致有些病人的检测结果有时阳性、有时阴性,这样反复变化。”

此次新发明的科技,能通过从病人身上抽取的样本提炼出病毒,再利用设备进行更深入的分析,达到更高的准确性。

这项研究在理论上也可以通过捕捉病毒,精准地感染单个细胞。刘爱群教授说,当宿主细胞和病毒在反应时,就可以使用不同的药物来“治疗”,观察病毒在细胞内的反应,从而更准确地测量药物。

“我们将这些新加坡研发的技术展示出来时,希望它们能成为与病毒抗争的一种力量,也想告诉公众不要怕,我们有新的工具能战胜这个病毒。”

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