为快速检测病毒开发的新型纳米生物传感器

检验之星

科学家发明了一种小巧易用的生物传感器，它采用上转换发光共振能量转移(LRET)这种光学方法，可快速、灵敏地检测流感病毒和其它病毒。


刚开发成功的新型纳米生物传感器基于上转换发光共振能量转移(LRET)技术和DNA寡核苷酸杂交技术以更低的成本快速检测病毒。检验只需2–3小时，比传统的临床方法快10倍（图片蒙香港理工大学惠赐）。

香港理工大学的科研人员发明的这种新方法操作简单，将检验时间从1–3天左右大幅缩短至2–3小时，比传统的临床方法快10倍。它还是一种低成本检验，大约是传统检验方法的80%。该技术可广泛用于检测不同类型的病毒。

RT-PCR昂贵而耗时，而ELISA的灵敏度相对较低。这样的局限性使这些方法很难用于一线和现场的病毒检测。这道难题为科研人员基于发光技术开发新型生物传感器做了铺垫。

发光技术的工作原理类似于异性相吸的两块磁铁。工作过程中形成与寡核苷酸探针结合的上转换纳米粒子(UCNP)，寡核苷酸探针的DNA碱基对与金纳米粒子(AuNP)流感病毒寡核苷酸的碱基对互补。因为两个寡核苷酸互补，所以会发生DNA-DNA杂交。UCNP被便携式近红外激光笔照亮时发出肉眼可见的绿光，而AuNP将吸收绿光。通过测量绿光强度的衰减很容易量化目标流感病毒的浓度。

起初，科研人员用上转换LRET在液相系统内进行超灵敏的病毒检测。然后科研小组用固相纳米孔膜系统(NAAO)进一步提高了灵敏度。由于NAAO膜由许多中空管道构成，因此为寡核苷酸杂交的发生创造了更多空间，用灭活的病毒样本进行检测，灵敏度提高到液相系统的10倍以上。

新型生物传感器无需昂贵的仪器和复杂的操作技巧，灵敏度与传统临床方法不相上下。相较传统的下转换发光技术，它对基因物质造成的损害较轻，且不会产生本底荧光。此外，还可以设计互补探针，以检测基因序列已知的任何病毒。换言之，新方法可广泛用于检测不同类型的病毒，只需改动UCNP捕捉探针。

科研小组将继续改进这种用于病毒检测的生物传感器，包括提高灵敏度和特异性，并研制一种基质，在一台检验平台上检测多种流感病毒。

相关结果最近发表于《ACS Nano》和《Small》这两本纳米材料科研刊物上。


来源：labmedica