顾兵教授团队研发新技术，可实现超灵敏、广谱的病毒POCT检测

病毒，这些微观世界中的隐形杀手，以其微小的体积对人类健康构成了巨大的威胁。它们是引发病毒性肺炎、肝炎、病毒性腹泻以及艾滋病等严重传染病的元凶，每年都会导致全球数千万生命的消逝。特别是近年来，诸如新型冠状病毒、埃博拉病毒、猴痘病毒等新型病原体的突袭，更是引发了一轮又一轮的全球性疫情，对人类的生存和社会的发展带来了前所未有的严峻挑战。

在这场与病毒的较量中，及时而准确的诊断显得尤为关键。识别出病毒感染者，不仅能够帮助我们有效切断病毒的传播链条，而且在指导临床治疗和挽救脆弱生命方面发挥着至关重要的作用。

免疫层析技术，作为目前广受欢迎的现场快速检测技术（POCT），以其操作简便、检测迅速、成本低廉以及便于个人居家自检等优势脱颖而出。然而，它在灵敏度、检测通量、对高性能抗体的依赖性以及通用性方面仍存在局限，这些瓶颈制约了其在病毒感染现场准确诊断中的应用。

为了突破这些限制，今年7月，广东省人民医院检验科顾兵教授团队开发了一种基于APBA修饰的膜状GF@DQD探针的高灵敏多重侧流免疫分析技术（LFIA），可用于快速、通用和定量的检测病毒。该研究以封面文章，发表在ACS Nano（IF：15.8）。

01

磁性GF@DQD-APBA探针的构建和表征

首先，研究团队设计了一种新型磁性GF@DQD-APBA探针，利用聚乙烯亚胺（PEI）修饰的二维单层GO纳米薄膜作为基础，吸附大量Fe3O4磁性纳米颗粒，形成具有柔性和单分散特性的GF纳米薄膜。通过超声技术，带负电的量子点（QDs）被牢固地吸附在PEI层上，形成双层量子点结构，显著增强了荧光信号。进一步地，通过化学方法将APBA分子偶联到探针表面，从而赋予其对病毒糖蛋白的广谱识别能力。

此外，GF@DQD-APBA探针在水溶液中表现出良好的分散性和信号稳定性，磁化性能也得到了增强，比普通的Fe3O4磁性纳米粒子具有更高的饱和磁化值，表现出强大的磁性响应性，能够在外部磁场作用下迅速从溶液中分离出来。这些特性使得GF@DQD-APBA成为一种适合作为捕获/检测多功能探针的膜状材料，有望实现LFIA的高分析性能。

02

GF@DQD-APBA探针对多种病毒的捕获与检测能力评估

几乎所有病毒的膜蛋白都是糖蛋白（GPs），这使得它们成为苯硼酸（APBA）高亲和性结合的理想靶标。研究中，特别选取了SARS-CoV-2（SP）、MPXV（A29）和EBOV（GP）的重要包膜蛋白作为特定的病毒抗原，以测试经APBA修饰的GF@DQD探针的捕获和检测能力。

通过荧光显微镜分析，该研究证实APBA修饰的GF@DQD探针能够有效地捕获SARS-CoV-2SP。通过BCA蛋白分析法确定了GF@DQD-APBA对三种目标病毒抗原的捕获效率分别为88.1%、85.4%和89.7%，并且这种探针能够随着时间的增加而富集病毒抗原，仅需2分钟的孵化时间就足以捕获病毒GPs。

此外，与球形磁性荧光标签相比，GF@DQD-APBA对病毒GPs的富集能力更强，表明其薄膜结构更有利于病毒捕获。在LFIA平台上，GF@DQD-APBA探针作为多功能标签，能够从样品溶液中广泛富集目标病毒抗原，并在相应的测试线上产生强烈且可量化的荧光信号，证明了其在病毒检测方面的高特异性和选择性。

03

基于GF@DQD-APBA LFIA的病毒检测性能评价

随后该研究评估了基于GF@DQD-APBA的三通道LFIA方法对EBOV GP、MPXV A29和SARS-CoV-2 SP等不同浓度病毒样本的检测性能。结果显示，该方法检测线在0.01-100 ng/mL范围，随着病毒抗原浓度的增加，荧光强度相应提高，且在紫外线下三条测试线的荧光信号视觉极限为0.01 ng/mL。

通过绘制各测试线上荧光信号与病毒抗原浓度的关系，构建了相应的S形校准曲线，动态检测范围为100至0.001 ng/mL，相关系数值均超过0.95。GF@DQD-APBA-LFIA对EBOV、MPXV和SARS-CoV-2的检测限分别为0.93、1.03和0.89 pg/mL。

与传统检测方法进行对比，GF@DQD-APBA-LFIA的LOD分别比ELISA和基于AuNP的LFIA低200倍和500倍。基于GF@DQD-APBA的LFIA可在一次试验中实现多种病毒的同时筛查，且检测速度小于20 min远快于ELISA（约2 - 4 h ），在POCT领域具有巨大的应用潜力。

04

GF @DQD-APBA LFIA对现实标本实用性及有效性

该技术对于现实中的标本检测效果如何呢？研究人员对其进行了验证。

首先，研究人员在唾液标本中加入不同浓度的EBOV GP、MPXV A29和SARS-CoV-2 SP后，通过该技术检测，发现荧光强度稳定并与唾液中的病毒抗原浓度正相关，三种病毒样本的回收率在84.55%至107.58%之间，证明该方法在实际唾液样本测试中具有准确性和可靠性。

随后对SARS-CoV-2感染患者的鼻咽拭子标本，包括34个阳性标本和19个阴性标本进行检测。结果发现，GF@DQD-APBA-LFIA技术不仅能够准确识别SARS-CoV-2，且检测准确率达到100%。与传统的ELISA方法相比，虽然结果一致，但ELISA的检测范围有限，无法准确测定强阳性样本中的SARS-CoV-2 SP浓度。而GF@DQD-APBA-LFIA则展现出更低的检测限（0.93 pg/mL），更宽的检测范围，以及更快的检测速度，检测时间小于20分钟，表明其在临床病毒标本检测中具有取代ELISA的潜力。

此外，该研究进一步验证了GF@DQD-APBA-LFIA技术的通用性，并通过改变检测抗体，发现该技术也能够高效检测包括流感病毒、寨卡病毒和轮状病毒等多种病原体，具有广谱的病毒检测能力。

总之，该项研究提出了一种快速、超灵敏、广谱的POCT病毒检测技术，或将开启病毒检测的新篇章，有望在流行病控制和现场病毒检测中发挥重要作用。随着技术的不断优化和应用范围的拓展，GF@DQD-APBA-LFIA或将为全球抗击病毒提供有力工具。

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编辑：唐强虎 审校：方琪