利用分子指纹技术实时检测传染病病毒

一个研究团队设计了一种“宽带纳米间隙金光谱传感器”，该传感器使用能够弯曲以产生受控间隙的柔性材料。随着技术的发展，只需使用一个纳米光谱传感器就可以快速测试包括传染病病毒在内的各种类型的材料来寻找分子指纹。研究结果已发表在《纳米快报》上

新冠肺炎等大流行性流行病的出现强调了快速和精确的分析方法的必要性，以为未来潜在的病毒爆发做好准备。拉曼光谱利用金纳米结构，通过分析被称为“分子指纹”的分子的不同振动，利用具有显著灵敏度的光，提供有关材料内部结构和化学性质的信息。因此，它可以在确定病毒的阳性率方面发挥关键作用

然而，传统的高灵敏度拉曼光谱传感器使用单个设备仅检测一种类型的病毒，因此在考虑临床应用时，在生产力、检测速度和成本方面存在限制

该研究团队由浦项科技大学物理系的朴京鸭教授、文泰英和惠泰珠博士候选人组成，成功地制造了毫米级的一维结构，其特征是金纳米间隙只能紧密配合单个分子。这一进步使得能够进行大面积、高灵敏度的拉曼光谱传感。此外，他们有效地将柔性材料集成到金纳米间隙光谱传感器的基底上

该团队还开发了一种宽带有源纳米光谱传感器的源技术，通过将纳米间隙扩大到病毒的大小并自由调整其宽度以适应包括病毒在内的材料的大小和类型，可以使用单个设备对特定物质进行量身定制的检测

此外，他们通过结合空间光学等领域使用的自适应光学技术，如詹姆斯·韦伯望远镜，提高了传感器的灵敏度和可控性。此外，他们建立了一个概念模型，用于将制造的一维结构扩展到二维光谱传感器中，理论上证实了将拉曼光谱信号放大数十亿倍的能力。换言之，可以在几秒钟内实时确认病毒的阳性，这一过程以前需要几天的验证时间

该研究团队的成果目前正在等待专利批准，预计将用于在发生新冠肺炎等突发传染病时通过高灵敏度实时检测进行快速反应，以防止不分青红皂白的传播

该论文的主要作者Taeyung-Moon说：“这不仅推进了从分子到病毒等材料独特特性的基础科学研究，还促进了实际应用，使人们能够使用一个定制的传感器快速检测各种新出现的病毒。”