革命性無(wú)細(xì)胞生物芯片模擬病毒侵染宿主

康奈爾大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)出一種創(chuàng)新的生物電裝置，能夠通過(guò)模仿微芯片上的感染過(guò)程來(lái)檢測(cè)和分類(lèi)冠狀病毒的變體。

這種設(shè)備使用生物膜來(lái)模擬細(xì)胞環(huán)境，可以迅速確定每種變異的潛在威脅程度，也可以適應(yīng)流感和麻疹等其他病毒，為早期提供快速有效的工具病毒表征和反應(yīng)。

康奈爾大學(xué)的科學(xué)家們開(kāi)發(fā)了一種生物電裝置，可以檢測(cè)和分類(lèi)冠狀病毒的新變種，以識(shí)別最有害的變種。它也有可能對(duì)其他病毒起同樣的作用。

先進(jìn)病毒檢測(cè)技術(shù)

這種傳感工具使用的是一種被稱(chēng)為生物膜的細(xì)胞膜，它安裝在微芯片上，重現(xiàn)了感染的細(xì)胞環(huán)境和生物步驟。這使研究人員能夠快速地描述所關(guān)注的變體，并解析驅(qū)動(dòng)疾病傳播的機(jī)制，而不會(huì)被生命系統(tǒng)的復(fù)雜性所困擾。

“在新聞中，我們看到這些擔(dān)憂(yōu)的變體周期性地出現(xiàn)，比如delta、omicron等，這讓所有人都感到不安。人們的第一個(gè)想法是，‘我的疫苗能覆蓋這種新變種嗎?我該有多擔(dān)心呢?’”化學(xué)工程教授，7月3日發(fā)表在《Nature Communications》上的論文的資深作者Susan Daniel說(shuō)?！拔覀冃枰欢螘r(shí)間來(lái)確定一種變異是真正引起關(guān)注的原因，還是只是失敗了?！?/p>

生物芯片平臺(tái)的獨(dú)特功能

雖然從細(xì)胞到細(xì)胞器和類(lèi)似器官的結(jié)構(gòu)，許多生物元素已經(jīng)被放在微芯片上，但這個(gè)新平臺(tái)與那些設(shè)備不同，因?yàn)樗鼘?shí)際上概括了導(dǎo)致單個(gè)細(xì)胞細(xì)胞膜感染啟動(dòng)的生物線索和過(guò)程。實(shí)際上，它欺騙了一個(gè)變體，使其表現(xiàn)得好像它是在潛在宿主的實(shí)際細(xì)胞系統(tǒng)中一樣。

Daniel說(shuō):“一種變異在生物膜層傳遞其基因組的能力與該變異感染人類(lèi)的能力之間可能存在潛在的相關(guān)性。如果它能夠非常有效地釋放其基因組，也許這是一個(gè)指標(biāo)，表明我們應(yīng)該密切監(jiān)測(cè)這種變體，或者制定一種包含它的新疫苗。如果它不能很好地釋放它，那么也許這種擔(dān)憂(yōu)的變體是不那么令人擔(dān)憂(yōu)的。關(guān)鍵是我們需要迅速對(duì)這些變異進(jìn)行分類(lèi)，這樣我們才能做出明智的決定，我們可以用我們的設(shè)備快速做到這一點(diǎn)。這些檢測(cè)需要幾分鐘才能運(yùn)行，而且它是‘無(wú)標(biāo)簽’的，這意味著你實(shí)際上不需要標(biāo)記病毒來(lái)監(jiān)測(cè)它的進(jìn)展。”

對(duì)病毒研究的潛在影響

因?yàn)檠芯咳藛T能夠忠實(shí)地重現(xiàn)激活病毒的生物條件和線索，他們也可以改變這些線索，看看病毒如何反應(yīng)。

Daniel說(shuō):“在了解感染如何發(fā)生的基礎(chǔ)科學(xué)以及哪些線索可以幫助或阻礙它方面，這是一個(gè)獨(dú)特的工具。因?yàn)槟憧梢越怦罘磻?yīng)序列的許多方面，并確定哪些因素促進(jìn)或阻礙感染?！?/p>

不同病毒之間的適應(yīng)性

只要研究人員知道哪種細(xì)胞類(lèi)型有被感染的傾向，以及什么樣的生物特性允許特定的感染蓬勃發(fā)展，這個(gè)平臺(tái)就可以針對(duì)流感和麻疹等其他病毒進(jìn)行定制。例如，流感需要pH值下降才能觸發(fā)血凝素，冠狀病毒有一種酶可以激活其刺突蛋白。

“每種病毒都有自己的行事方式。你需要知道它們是什么，才能在芯片上復(fù)制這種感染過(guò)程。但一旦你了解了他們，你就可以建立一個(gè)平臺(tái)來(lái)適應(yīng)這些特定的條件。

來(lái)源：Nature Communications

異丁醛（也稱(chēng)為2-丁醛，化學(xué)式：C4H8O）是一種有機(jī)化合物，屬于醛類(lèi)化合物。以下是異丁醛的一些化學(xué)性質(zhì)：

1. 功能團(tuán)：異丁醛分子中含有一個(gè)醛基（─CHO功能團(tuán)），即碳氧雙鍵和一個(gè)氫原子。

2. 溶解性：異丁醛具有一定的溶解性。它可以在水和許多有機(jī)溶劑中溶解，如乙醇、醚等。

3. 氧化性：異丁醛易被氧氣氧化成相應(yīng)的酸。

4. 反應(yīng)活性：異丁醛是一種活潑的化合物，可以與多種化學(xué)物質(zhì)發(fā)生以下反應(yīng)：

   - 還原反應(yīng)：可以被還原劑還原為相應(yīng)的醇。

   - 加成反應(yīng)：與親核試劑（如氨、氫氯化物）加成反應(yīng)，形成相應(yīng)的加成產(chǎn)物。

   - 導(dǎo)入反應(yīng)：與親電試劑（如酸性條件下的醇或酰氯）反應(yīng)，發(fā)生導(dǎo)入反應(yīng)，形成醇或酯。

5. 異構(gòu)性：異丁醛和正丁醛（1-丁醛）是同分異構(gòu)體，它們的分子結(jié)構(gòu)不同。

需要注意的是，異丁醛是一種具有刺激性氣味的液體，在處理和使用時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。同時(shí)，由于異丁醛易燃，應(yīng)避免與火源接觸和存放在易燃物質(zhì)附近。