柯说,一个记者的极端兴趣。
通讯员吴
新冠肺炎痊愈后产生抗体了吗?我接种新冠肺炎疫苗已经很久了。我需要加强注射吗?很快,在实验室进行新冠肺炎抗体检测就不需要经过复杂的程序了。采血后五分钟,通过“光反应”即可查出结果。
5月12日,武汉大学病毒学国家重点实验室徐克教授团队与华中科技大学刘欢教授团队、湖北省疾病预防控制中心蔡坤团队合作,在国际学术期刊《病毒》上发表了一项研究成果。该项目首次采用具有自主知识产权的“量子点-多肽”生物传感技术,将生物信号直接转换为光信号,研发出一种新型的新冠肺炎抗体快速检测技术,可实现快速(5分钟)、智能(一步反应)、高灵敏度(抗体检测下限为100pM)、高准确度(抗体鉴定准确度高达98.1%)、微量样品(0.05μL)
新技术示意图
将生物信号转换成光信号
“众所周知,现在新冠肺炎抗原自测已经被逐步推进,它是为了快速检测感染者。抗体检测主要是针对健康人群,也很重要。”徐克教授介绍,检测人群中的抗体阳性率,有助于评估人群的免疫水平,为疫苗发放和疫情防控策略提供参考。对于个人来说,抗体检测可以直观的告诉你是否需要打加强针。
据了解,目前检测血清抗体水平的主要方法是酶联免疫吸附试验(ELISA),它以新型冠状病毒的刺突糖蛋白或核衣壳蛋白为抗原,通过多步抗原抗体反应和显色反应来测定抗体水平。许灿介绍,这种方法耗时较长,通常为6-12小时,且高度依赖专业设备和人员,限制了血清学检测的大规模普及。同时,这种检测方法也容易出现交叉反应,造成假阳性。
针对这种情况,徐克教授的联合团队另辟蹊径,将CdSe-ZnS荧光量子点与新冠肺炎蛋白高特异性B细胞表位多肽偶联,形成纳米级生物传感器,能够准确靶向病毒种属特异性表位,放大抗体检测信号,有效避免交叉反应,提高抗体检测的特异性。
荧光猝灭的机理模型图
徐克说,“一般来说,我们设计了一种量子点的基底材料,并将其与新冠肺炎的一些抗原肽偶联。当血清滴在我们的基材上时,它能迅速反应,发出光信号。这种光肉眼无法分辨,但我们的机器可以非常灵敏地识别出来,看采样器是否产生了抗新冠肺炎的抗体,抗体有多强。”
你可以从手指上抽血5分钟。
据介绍,量子点是一种无机半导体纳米材料,量子效率高,光化学稳定性好,荧光特性可控。它们易于通过配位键与生物分子直接偶联,成为各种底物的载体,可以直接将生物信号转化为量子点材料的光信号。利用这一原理,生物传感器检测时间仅为5分钟,且与冠状病毒的其他常见商用抗体无交叉反应。在对207例新冠肺炎感染恢复期患者的血清检测中,抗体检出率高达92.3-98.1%,远高于传统的全蛋白ELISA法,并表现出较高的均一性检测结果。
这项新技术显示出很高的灵敏度和准确度。
这项新技术离普通市民在生活中使用还有多远?徐透露,目前该项目相关技术已经获得国家发明专利授权,团队正在与企业合作开发基于该技术的原型产品,预计1-2年内上市。
“这项检测技术只需要0.05μL血清的微小样本,因此未来市民只需从手指上取血,等待5分钟,就可以通过检测仪知道结果。下一步,我们还会尝试将检测结果可视化,即像现在推广的抗原自测盒一样,用肉眼就能分辨出结果。”徐补充说,这项技术经过改造也可以用于其他病毒的检测,大大降低了患者和医疗机构的检测成本。
徐教授
据介绍,徐克,武汉大学病毒学国家重点实验室PI(学术带头人),武汉大学生命科学学院教授,国家杰出青年基金获得者,主要从事流感病毒、冠状病毒等呼吸道病毒的致病机制研究,开发了新型通用病毒疫苗和小分子抗病毒候选药物。此前,她已经以第一发明人的身份完成了抗新冠肺炎新药和新冠肺炎疫苗专利的技术转化,目前正在进行产品化。“国家的需求是我们研究的方向。”许灿说。
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