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ACS Sensors：山大鄧偉僑團隊在新冠檢測領域取得新進展

來源：山東大學      2022-11-03
導讀：近日，前沿交叉科學青島研究院鄧偉僑教授團隊在新冠檢測領域取得新進展，開發(fā)了一款基于鎳單原子材料的一氧化氮（NO）傳感器用于新冠肺炎初篩，以"Ultrasensitive NO Sensor Based on a Nickel Single-Atom Electrocatalyst for Preliminary Screening of COVID-19"為題發(fā)表在國際學術期刊ACS Sensors(中科院1區(qū),Top期刊,IF = 9.62)上，并被選為封面論文(Supplementary Cover)。
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研究快速、經(jīng)濟的新冠肺炎初步篩查方法有助于控制新冠肺炎的大流行?；诖?，鄧偉僑教授團隊與華中科技大學附屬梨園醫(yī)院馬靜主任團隊展開了合作，發(fā)現(xiàn)了人體呼氣NO濃度在新冠患者與健康人群當中存在明顯的統(tǒng)計學差異，但是該差異不足以直接區(qū)分新冠患者和健康人群。為此，研究團隊基于呼氣NO濃度以及基本人體特征如身高、體重、年齡等建立了新冠患者及健康人群的機器學習分類模型。該模型具有較高精度，可達到陽性檢出率91.7%，陰性檢出率95.7%，證明了呼氣測試初篩新冠患者的可行性。
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然而，目前市售的呼出氣NO檢測儀體積大，應用場景要求高且采購成本高。因此，開發(fā)出一種便攜性、低成本、快速初篩新冠肺炎的檢測工具就尤為重要。檢測工具的核心在于氣敏材料。研究團隊首先通過材料設計方法，對人體呼出氣NO電催化氧化材料進行了理論篩選，得出鎳基Salen結構單原子材料具備最佳的氣敏活性，接著在實驗上成功實現(xiàn)了批量鎳單原子氣敏材料的制備。同時，團隊結合絲網(wǎng)印刷技術，將該材料成功印刷到電極上，每片電極成本極低，可成功檢測0.3~180ppb濃度的NO，覆蓋了人體呼氣NO濃度范圍。另外，團隊借助便攜式電化學U盤，實現(xiàn)了便攜式檢測的效果。
目前，核酸檢測依然是新冠肺炎檢測的金標準，其陽性檢出率可達99%，陰性檢出率可達97%，檢測時間大約需要90min/人次。相比于核酸檢測，本工作開發(fā)的微型便攜傳感器雖然檢出率相對較低，但具有成本低、制作工藝簡單、采樣舒適（吹氣測試）且檢測時間短（3分鐘）等優(yōu)點。因此，該微型便攜傳感器可用于個體日常檢測，以初篩潛在新冠患者，為疫情防控提供一條新思路。
前沿交叉科學青島研究院博士研究生周威、譚怡和華中科技大學附屬梨園醫(yī)院的馬靜主任為共同第一作者。山東大學博士后楊麗和鄧偉僑教授為論文的共同通訊作者，山東大學為第一通訊單位。本研究工作得到了國家重點研發(fā)計劃項目和山東大學基本科研業(yè)務費專項資金項目的資助。
論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssensors.2c01597
參考資料：https://www.view.sdu.edu.cn/info/1021/171281.htm


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