研究結(jié)果表明，該方法不但可以實(shí)現(xiàn)四項(xiàng)標(biāo)志物的同時定量，而且改善了免疫反應(yīng)動力學(xué)，提高了檢測信號靈敏度和重復(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,即時檢測）領(lǐng)域的一個重要需求。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)個數(shù)量級，難以同時定量檢測，這是目前炎癥四項(xiàng)POCT檢測的一個難題。
為此，一組研究人員提出以多孔陽極氧化鋁（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。研究結(jié)果表明，該方法不但可以實(shí)現(xiàn)四項(xiàng)標(biāo)志物的同時定量，而且改善了免疫反應(yīng)動力學(xué)，提高了檢測信號靈敏度和重復(fù)性。
感染性疾病是臨床最常見的疾病類型之一。由于感染途徑多樣、病原體種類繁多、癥狀和體征存在個體性差異，如果不能及時明確診斷和治療，可引發(fā)嚴(yán)重后果。因此，臨床上如何對感染性疾病進(jìn)行早期診斷和(或)鑒別診斷是一個亟待解決的實(shí)際問題。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)作病毒感染也會造成醫(yī)療資源擠兌，進(jìn)一步增加感染風(fēng)險。因此發(fā)生感染性疾病時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，同時定量檢測存在較大困難，特別是在POCT場景下，鮮有兼顧高靈敏度和寬線性范圍的檢測方法。
近年來，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，而廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)檢測領(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)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室趙祥偉教授團(tuán)隊多年來致力于SERS與即時檢測相結(jié)合的高靈敏多元生物標(biāo)志物檢測方法研究。
針對目前傳統(tǒng)炎癥類生物標(biāo)志物檢測方法，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；3)檢測靈敏度差和動態(tài)線性范圍窄等缺點(diǎn)，團(tuán)隊提出了一種基于多孔陽極氧化鋁 (AAO, anodic aluminum oxide) 為檢測膜和SERS編碼納米顆粒為標(biāo)簽的垂直流免疫檢測方法。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)制激光對標(biāo)簽的激發(fā)，有效增強(qiáng)檢測信號并拓寬了檢測的線性范圍。
另外，該方法中的標(biāo)志物分子可以通過拉曼光譜進(jìn)行編碼，一次光譜采集即可實(shí)現(xiàn)多元標(biāo)志物信號的檢測。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對CRP、IL-6、SAA和PCT的檢測靈敏度分別達(dá)到了53.4、4.72、 48.3和 7.53 fg mL-1，且動態(tài)線性范圍可跨越5個數(shù)量級，有效的解決了傳統(tǒng)檢測方法的缺陷，無需樣品稀釋或者濃縮，顯著提高了檢測效率，降低了檢測成本。該方法有望為POCT場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)工作得到了國家重點(diǎn)研究開發(fā)計劃和深圳市科技創(chuàng)新委員會基礎(chǔ)研究項(xiàng)目的支持。
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