試紙條的高通量快速核酸檢測新方案

隨著食品安全、傳染病、心血管疾病和腫瘤診斷需求的不斷提升以及“互聯(lián)網(wǎng)+”的快速成長，簡便快速、小型化、高靈敏度的Point of Care Testing （POCT）受到了公眾的廣泛關(guān)注。盡管POCT行業(yè)和技術(shù)發(fā)展迅速，上世紀(jì)70年代發(fā)展起來的免疫試紙條仍然是技術(shù)最為成熟，應(yīng)用最為廣泛POCT檢測產(chǎn)品，在疾病診斷、食品安全、動(dòng)植物疫病、環(huán)境污染等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。但是目前免疫試紙條普遍存在靈敏度低、檢測靶標(biāo)單一的問題，因此主要用于蛋白分子的檢測，較難滿足核酸快速檢測的高通量需求。

最近，東南大學(xué)生物電子學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室趙祥偉教授課題組利用表面增強(qiáng)拉曼散射（SERS）編碼納米標(biāo)簽結(jié)合DNA微陣列在一個(gè)試紙條上實(shí)現(xiàn)了11種呼吸道感染（RTI）病原體DNA的快速高靈敏度檢測，相關(guān)研究成果于2019年6月7日在線發(fā)表于《Theranostics》雜志。該研究將亞甲基藍(lán)（MB）和尼爾藍(lán)（NBA）染料分子封裝在銀核金殼間隙制得的兩種SERS編碼納米標(biāo)簽（AgMB@Au和AgNBA@Au）分別與RTI病原體DNA檢測探針偶聯(lián)用于金標(biāo)墊包被，然后在常用試紙條硝酸纖維素（NC）膜上構(gòu)建2×3的檢測點(diǎn)微陣列，每個(gè)檢測點(diǎn)固定2種病原體DNA捕獲探針。反應(yīng)后，通過采和解碼檢測點(diǎn)的拉曼信號(hào)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)11種RTI病原體DNA的定量檢測，檢測時(shí)間僅20min。得益于NC膜的多孔結(jié)構(gòu)和SERS納米標(biāo)簽的超高靈敏度，這種方法對(duì)RTI病原體核酸的最低檢測限（LOD）低于0.041 pM，檢測的線性范圍分別為1 pM-50 nM，覆蓋了5個(gè)數(shù)量級(jí)，有望大大促進(jìn)RTI的快速篩查，提高臨床的診療效率。

市場常用NC試紙條寬度在3mm左右，且為多孔結(jié)構(gòu)，高密度微陣列制備難度較大。該方法通過SERS編碼納米標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)了一個(gè)檢測點(diǎn)上多個(gè)DNA靶標(biāo)序列的同時(shí)檢測，有效降低了微陣列密度，解決了試紙條核酸檢測的低通量問題，從而創(chuàng)新性的結(jié)合了試紙條、DNA微陣列以及SERS編碼納米標(biāo)簽的優(yōu)勢，具有成本低、通量高、速度快等優(yōu)點(diǎn)，為試紙條的高通量快速核酸檢測提供了新的解決方案。

該研究是趙祥偉教授課題組前期研究工作（Biosensorsand Bioelectronics, 2018, 106: 204-211, Sensors& Actuators: B. Chemical, 2018, 277: 502-509）的進(jìn)一步拓展，得到了國家自然科學(xué)基金和國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目的支持。這種高通量檢測試紙條為POCT提供了新的思路，在疾病診斷、檢驗(yàn)檢疫和環(huán)境檢測等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。