革命性無細胞生物芯片模擬病毒侵染宿主

康奈爾大學(xué)的研究人員開發(fā)出一種創(chuàng)新的生物電裝置，能夠通過模仿微芯片上的感染過程來檢測和分類冠狀病毒的變體。

這種設(shè)備使用生物膜來模擬細胞環(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)家們開發(fā)了一種生物電裝置，可以檢測和分類冠狀病毒的新變種，以識別最有害的變種。它也有可能對其他病毒起同樣的作用。

先進病毒檢測技術(shù)

這種傳感工具使用的是一種被稱為生物膜的細胞膜，它安裝在微芯片上，重現(xiàn)了感染的細胞環(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)動疾病傳播的機制，而不會被生命系統(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?！拔覀冃枰欢螘r間來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>

生物芯片平臺的獨特功能

雖然從細胞到細胞器和類似器官的結(jié)構(gòu)，許多生物元素已經(jīng)被放在微芯片上，但這個新平臺與那些設(shè)備不同，因為它實際上概括了導(dǎo)致單個細胞細胞膜感染啟動的生物線索和過程。實際上，它欺騙了一個變體，使其表現(xiàn)得好像它是在潛在宿主的實際細胞系統(tǒng)中一樣。

Daniel說:“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，也許這是一個指標(biāo)，表明我們應(yīng)該密切監(jiān)測這種變體，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)憂的變體是不那么令人擔(dān)憂的。關(guān)鍵是我們需要迅速對這些變異進行分類，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。這些檢測需要幾分鐘才能運行，而且它是‘無標(biāo)簽’的，這意味著你實際上不需要標(biāo)記病毒來監(jiān)測它的進展。”

對病毒研究的潛在影響

因為研究人員能夠忠實地重現(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:“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，這是一個獨特的工具。因為你可以解耦反應(yīng)序列的許多方面，并確定哪些因素促進或阻礙感染?！?/p>

不同病毒之間的適應(yīng)性

只要研究人員知道哪種細胞類型有被感染的傾向，以及什么樣的生物特性允許特定的感染蓬勃發(fā)展，這個平臺就可以針對流感和麻疹等其他病毒進行定制。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)制這種感染過程。但一旦你了解了他們，你就可以建立一個平臺來適應(yīng)這些特定的條件。

來源：Nature Communications

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

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

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，在處理和使用時應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆雷o措施。同時，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。