研究結(jié)果表明,該方法不但可以實(shí)現(xiàn)四項(xiàng)標(biāo)志物的同時(shí)定量,而且改善了免疫反應(yīng)動(dòng)力學(xué),提高了檢測(cè)信號(hào)靈敏度和重復(fù)性。
高靈敏度多元炎癥標(biāo)志物的聯(lián)合檢測(cè)可以辨別細(xì)菌與病毒感染,有利于抗菌藥物的合理使用和感染疾病的早期快速篩查,是POCT(Point Of Care Testing,即時(shí)檢測(cè))領(lǐng)域的一個(gè)重要需求。但是四種炎癥標(biāo)志物的正常生理濃度與炎癥濃度涵蓋數(shù)個(gè)數(shù)量級(jí),難以同時(shí)定量檢測(cè),這是目前炎癥四項(xiàng)POCT檢測(cè)的一個(gè)難題。
為此,一組研究人員提出以多孔陽(yáng)極氧化鋁(AAO, anodic aluminum oxide)替代垂直流免疫分析(Vertical Flow Assay)中的硝酸纖維素膜,利用AAO的納流體通道與SERS納米標(biāo)簽相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)寬線性范圍高靈敏度炎癥標(biāo)志物多元檢測(cè)。研究結(jié)果表明,該方法不但可以實(shí)現(xiàn)四項(xiàng)標(biāo)志物的同時(shí)定量,而且改善了免疫反應(yīng)動(dòng)力學(xué),提高了檢測(cè)信號(hào)靈敏度和重復(fù)性。
感染性疾病是臨床最常見(jiàn)的疾病類型之一。由于感染途徑多樣、病原體種類繁多、癥狀和體征存在個(gè)體性差異,如果不能及時(shí)明確診斷和治療,可引發(fā)嚴(yán)重后果。因此,臨床上如何對(duì)感染性疾病進(jìn)行早期診斷和(或)鑒別診斷是一個(gè)亟待解決的實(shí)際問(wèn)題。例如,目前新冠病毒仍在蔓延,如果誤將病毒性感染當(dāng)成細(xì)菌性感染,將延誤治療使病情加重。同樣,如果將細(xì)菌性感染當(dāng)作病毒感染也會(huì)造成醫(yī)療資源擠兌,進(jìn)一步增加感染風(fēng)險(xiǎn)。因此發(fā)生感染性疾病時(shí)首先判別患者的感染類型尤為重要。
炎癥四項(xiàng)(PCT/IL-6/SAA/CRP)檢測(cè)有助于快速有效鑒別感冒/肺炎患者的感染類型,既能緩解確診速度不足,又能分類診斷,避免了抗生素濫用以及關(guān)鍵時(shí)期稀缺醫(yī)療資源的浪費(fèi)。但是四項(xiàng)標(biāo)志物的濃度范圍高低不同,涵蓋pg/mL~μg/mL,同時(shí)定量檢測(cè)存在較大困難,特別是在POCT場(chǎng)景下,鮮有兼顧高靈敏度和寬線性范圍的檢測(cè)方法。
近年來(lái),由于表面增強(qiáng)拉曼散射光譜(SERS)技術(shù)具有穩(wěn)定性好,頻帶窄,特異性強(qiáng),水溶液背景弱等優(yōu)勢(shì),而廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域。東南大學(xué)生物科學(xué)與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院、生物電子學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室趙祥偉教授團(tuán)隊(duì)多年來(lái)致力于SERS與即時(shí)檢測(cè)相結(jié)合的高靈敏多元生物標(biāo)志物檢測(cè)方法研究。
針對(duì)目前傳統(tǒng)炎癥類生物標(biāo)志物檢測(cè)方法,如免疫試紙條(側(cè)向流免疫分析)、免疫滲濾(垂直流免疫分析)、白血球計(jì)數(shù)、聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)和酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)等存在1)酶的制備和純化成本高;2)操作步驟繁瑣且費(fèi)時(shí);3)檢測(cè)靈敏度差和動(dòng)態(tài)線性范圍窄等缺點(diǎn),團(tuán)隊(duì)提出了一種基于多孔陽(yáng)極氧化鋁 (AAO, anodic aluminum oxide) 為檢測(cè)膜和SERS編碼納米顆粒為標(biāo)簽的垂直流免疫檢測(cè)方法。AAO中的納流體通道不僅提高了免疫反應(yīng)效率,而且能夠調(diào)制激光對(duì)標(biāo)簽的激發(fā),有效增強(qiáng)檢測(cè)信號(hào)并拓寬了檢測(cè)的線性范圍。
另外,該方法中的標(biāo)志物分子可以通過(guò)拉曼光譜進(jìn)行編碼,一次光譜采集即可實(shí)現(xiàn)多元標(biāo)志物信號(hào)的檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,對(duì)CRP、IL-6、SAA和PCT的檢測(cè)靈敏度分別達(dá)到了53.4、4.72、 48.3和 7.53 fg mL-1,且動(dòng)態(tài)線性范圍可跨越5個(gè)數(shù)量級(jí),有效的解決了傳統(tǒng)檢測(cè)方法的缺陷,無(wú)需樣品稀釋或者濃縮,顯著提高了檢測(cè)效率,降低了檢測(cè)成本。該方法有望為POCT場(chǎng)景中的感染性炎癥快速精準(zhǔn)篩查提供技術(shù)支撐。
這一成果近日以“Vertical flow assay for inflammatory biomarkers based on nanofluidic channel array and SERS nanotags”為題發(fā)表在Small (IF = 11.459)上,并入選封底亮點(diǎn)論文。這項(xiàng)工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研究開發(fā)計(jì)劃和深圳市科技創(chuàng)新委員會(huì)基礎(chǔ)研究項(xiàng)目的支持。
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