中國科學(xué)院研發(fā)出檢測病毒和蛋白相互作用的磁性生物傳感技術(shù)

作為一種體外診斷技術(shù)，磁性生物傳感技術(shù)是一種結(jié)合了工程技術(shù)、納米技術(shù)和生物技術(shù)新型診斷手段，能夠無損、快速定量復(fù)雜生物成分中的標(biāo)志物，為重大疾病早期診斷、重大疫情防控、醫(yī)院分級診療等提供重要依據(jù)。

近日，中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所董慧課題組、丁古巧課題組、上海科技大學(xué)馬培翔副研究員以及德國于利希研究中心Hans-Joachim Krause教授共同在極低場磁共振系統(tǒng)（ULF NMR）中開發(fā)出檢測病毒和蛋白相互作用的磁性生物傳感技術(shù)。

該技術(shù)將自主設(shè)計的高性能磁性石墨烯量子點（GPG）與病毒特異性抗體（Ab）偶聯(lián)構(gòu)建生物傳感探針，在磁場強度為0.0001 T 的ULF NMR系統(tǒng)中利用超導(dǎo)量子干涉器（SQUID）實現(xiàn)高靈敏度檢測（圖A）。該方法全程無需開蓋，具有較高的安全性，同時可以實時觀察分子的相互作用開展動力學(xué)研究。

在本項目中，病毒與探針結(jié)合的時間動力學(xué)過程可在ULF NMR系統(tǒng)中通過實時觀測弛豫時間（T1）的變化來反映（圖B）。經(jīng)一系列優(yōu)化后，該檢測技術(shù)可在2分鐘內(nèi)獲得檢測結(jié)果，檢測靈敏度為248 Particles/mL （圖C）。

圖A. 在ULF NMR系統(tǒng)中使用基于石墨烯量子點的探針進行病毒和蛋白相互作用檢測示意圖；

圖B. 探針與病毒結(jié)合的動力學(xué)數(shù)據(jù)；

圖C. 利用磁性生物傳感技術(shù)檢測病毒的檢測靈敏度

該檢測技術(shù)不僅為病毒蛋白相互作用研究提供了新思路，也為新型碳基磁性納米顆粒拓展了應(yīng)用場景，同時也是ULF NMR系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的一次重要探索，為未來磁性石墨烯量子點在ULF NMR系統(tǒng)中的相關(guān)應(yīng)用奠定了重要基礎(chǔ)。

相關(guān)工作“Magnetic Graphene Quantum Dots Facilitate Closed-Tube One-Step Detection of SARS-CoV-2 with Ultra-Low Field NMR Relaxometry”近期在線發(fā)表于傳感器領(lǐng)域重要期刊Sensors and Actuators B： Chemical，中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所博士研究生李永強與上海科技大學(xué)馬培翔副研究員為共同第一作者，上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所楊思維助理研究員、丁古巧研究員和董慧研究員為共同通訊作者。

相關(guān)工作得到了國家自然科學(xué)基金（11874378、11804353、11774368）、上海市科學(xué)技術(shù)委員會（19511107100）和中德研究中心促進項目（M-0022）的支持。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.snb.2021.129786

編輯：jq