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为解决传统流感病毒检测方法的不足,研究人员开展基于双链特异性核酸酶(DSN)和新型等温扩增(TPIA)的侧向流动生物传感器检测 H1N1 病毒的研究。结果显示该方法检测限低至 829 fM ,线性范围为 1 pM 至 100 nM,适用于现场诊断。
在流感防控的战场上,传统检测手段就像老旧的武器,存在诸多短板。传统的病毒培养方法,需要在鸡胚胎或哺乳动物细胞中培养和扩增病毒,不仅耗时久,操作还特别繁琐,生物安全性也差,就像在战场上用一把笨重且不好使的武器,贻误战机。酶联免疫吸附测定(ELISA)虽说能检测多种病毒,但它灵敏度有限,从准备到检测要走好几个繁琐的步骤,严重影响了对病毒的及时诊断,仿佛是一把射程短、精度差的枪。实时定量聚合酶链反应(RT-qPCR)虽然是实验室检测病毒的 “黄金标准”,灵敏度和准确性都很高,可它严重依赖专业技术人员和设备,信号读取也复杂,在资源有限的地区根本施展不开,就如同高科技的重型武器,没有合适的 “弹药” 和 “操作手” 就无法发挥作用。这些问题就像一道道关卡,阻碍着流感病毒的快速、准确检测,也给流感防控带来了极大的挑战。
为了突破这些困境,来自国内的研究人员勇敢地踏上了探索之路。他们开展了一项极具创新性的研究,旨在开发一种基于双链特异性核酸酶(DSN)和新型等温扩增(两探针等温扩增,TPIA)的侧向流动生物传感器,用于检测 H1N1 病毒。经过不懈努力,他们取得了令人瞩目的成果,成功开发并验证了一种高效灵敏的检测 H1N1 流感病毒的侧向流动生物传感器策略。这一成果意义非凡,为流感的快速诊断提供了新的有力工具,尤其是在非专业人员和资源有限的环境下,有望大大提升流感防控的效率,该研究成果发表在《Enzyme and Microbial Technology》杂志上。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:一是双链特异性核酸酶(DSN)技术,利用 DSN 能切割 DNA - RNA 双链杂交体中的 DNA 序列,而不切割单链 RNA(ssRNA)或单链 DNA(ssDNA)的特性,来实现信号的放大;二是两探针等温扩增(TPIA)技术,通过 Bst DNA 聚合酶在 37°C 下以短单链 DNA 核酸探针 A 和长单链 DNA 核酸探针 B 为模板相互进行反复的聚合和置换反应,从而实现核酸的等温扩增;三是侧向流动分析技术,将 TPIA 扩增产物与标记物结合,通过侧向流动试纸条检测,根据试纸条上颜色的变化来判断检测结果 。
可行性的研究
研究人员通过聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)实验来验证检测 H1N1 病毒方法的有效性。对 H1N1 病毒 RNA 触发的探针 C 重复 DSN 切割进行分析,结果显示,含有探针 C 的泳道和探针 C 包被磁珠孵育后的上清液泳道对比,后者在对应探针位置无条带,表明探针 C 完全与磁珠结合,初步验证了该检测系统的可行性。
研究人员成功开发并验证了一种基于双链特异性核酸酶(DSN)和两探针等温扩增(TPIA)的侧向流动生物传感器用于检测 H1N1 流感病毒。该生物传感器整合了 DSN 介导的等温信号放大和 TPIA 技术,实现了高效灵敏的检测,具有成本低(试纸条成本 < 1? )、检测速度快(显色和读取结果时间短)等优点,在流感防控,尤其是在非专业人员操作和资源有限的环境下,具有巨大的应用潜力,为流感的现场快速诊断带来了新的希望,也为全球流感防控事业注入了新的活力。