中国学者发布封面论文:新冠与流感病毒光纤免疫传感现场快速检测技术

【字体: 时间:2022年09月15日 来源:

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  日前,Journal of Medical Virology杂志以封面论文的形式发表了研究论文,介绍了一种可重复检测甲流与新冠病毒的双通道光纤倏逝波生物传感技术。解放军疾病预防控制中心的杨益和赵荣涛博士为本论文的共同第一作者,首都医科大学郝荣章教授、解放军疾病预防控制中心宋宏彬研究员和中国人民大学龙峰教授为共同通讯作者。

  

研究介绍了一种能够同时检测流感与新冠病毒的便携式光纤倏逝波生物传感技术。

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高传染性和较强的变异能力可能导致新冠病毒(SARS-CoV-2)与人类长期共存。在即将到来的秋冬季节,SARS-CoV-2大流行和甲型流感FluA流行季节重叠可能会使大量人口面临同时感染这两种病毒的高风险。多份病例报告显示,相比于单一病毒感染,SARS-CoV-2 与甲型流感病毒(FluA)的共感染患者会迅速出现严重的临床症状。FluA感染与SARS-CoV-2感染均会出现发烧、干咳和疲劳等流感样症状(ILI, influenza-like illness),仅依据症状几乎很难区分。当前缺乏快速、灵敏区分SARS-CoV-2 和FluA感染的现场检测技术,制约了这两类重要呼吸道传染病疫情的及时有效防控。

日前,Journal of Medical Virology杂志以封面论文的形式发表了题为“Rapid and universal detection of SARS‐CoV‐2 and influenza A virus using a reusable dual‐channel optic fiber immunosensor”的研究论文,介绍了一种可重复检测甲流与新冠病毒的双通道光纤倏逝波生物传感技术。解放军疾病预防控制中心的杨益和赵荣涛博士为本论文的共同第一作者,首都医科大学郝荣章教授、解放军疾病预防控制中心宋宏彬研究员和中国人民大学龙峰教授为共同通讯作者。

目前,RNA病毒检测最广泛使用的方法是通过逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)检测病毒RNA。RT-PCR作为金标准在FluA和SARS-CoV-2病毒的诊断中发挥了重要作用。但是,RT-PCR时长通常为3-4小时,同时需要多套仪器设备和专业人员,往往需要在中心实验室展开。倏逝波荧光传感技术因倏逝波仅沿光纤表面传导的特性,无需冲洗即可最小化游离荧光分子的干扰,极大提升检测速度和准确性;同时,直接置于流体中的硅基光纤可将光输入/输出和流体流入/流出之间的相互作用限制在同一界面上,简化的光学结构使检测设备易于小型化;另外,传感界面的可再生性使其可多次使用,极大降低检测成本,在病原体现场检测中具有重要潜力。多通道的设计使倏逝波可精确区分多种病毒,从而快速对患者分类管理,为避免交叉感染赢得时间。该研究以检测FluA和SARS-CoV-2病毒为例,报道了一种可重复检测两种病原体的双通道光纤倏逝波生物传感技术(DOFIS)。

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DOFIS检测SARS-CoV-2和FluA的原理示意图

在该研究中,DOFIS传感器采用免疫竞争检测方法和流动相检测模式检测流感样症状患者样本。分别固定在两根光纤表面的SARS-CoV-2的刺突蛋白和FluA的核蛋白与样本中的病毒蛋白竞争性地捕获工作溶液中Cy5.5标记抗体;沿光纤表面传导的倏逝波激发光纤表面捕获的抗体上的Cy5.5,产生荧光信号,信号强度与样本中的病毒量成反比。通过集成化的流动相进样模块和荧光检测模块,DOFIS可实现自动化检测。该论文不仅研究了DOFIS技术的检测动力学性能,同时采用了甲型流感病毒和SARS-CoV-2假病毒系统评估了DOFIS技术的性能,并且在新冠疫情防控现场验证了DOFIS对临床样本的检测能力。结果表明,DOFIS可识别多种SARS-CoV-2变异株和主要流感病毒毒株,灵敏度和特异性均优于商业化的ELISA和胶体金试纸,对SARS-CoV-2 奥密克戎临床样本的特异性和灵敏度分别达到100%和94%。

综上所述,该研究构建了一种基于倏逝波传感技术的双通道光纤生物传感技术,用于SARS-CoV-2与FluA的现场检测。基于集成化的设计和可再生光纤,本研究的DOFIS生物传感器可实现低成本的自动化监测。另外,DOFIS尺寸小巧,操作简单,有望用于传染病现场快速筛查,有助于资源有限地区的疫情防控工作。


参考文献

Yi Yang, Rongtao Zhao, Yule Wang, Dan Song, Bo Jiang, Xudong Guo, Wanying Liu, Feng Long, Hongbin Song, Rongzhang Hao. Rapid and universal detection of SARS-CoV-2 and influenza A virus using a reusable dual-channel optic fiber immunosensor. J Med Virol. 2022; 94: 5325- 5335.

https://onlinelibrary.wiley.com/toc/10969071/2022/94/11


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