像金子一样好——用金纳米颗粒改进传染病检测

快速、反应灵敏和易于获得的抗原抗体检测对于抗击传染病至关重要，这一点在COVID-19大流行中得到了充分体现。日本东北大学的一个研究小组发明了一种新方法生成用金纳米颗粒修饰的聚合物颗粒，可用于改进检测的灵敏度。

　　

日本东北大学研究人员利用装饰有金纳米颗粒的复合聚合物颗粒的力量，提供了一种更准确的传染病检测方法。他们的研究细节发表在《Langmuir》杂志上。

2019新冠大流行突显了对大量快速可靠的传染病检测的需求。今天所做的大多数检测都涉及抗原-抗体反应。荧光、吸收或彩色颗粒探针附着在抗体上。当抗体结合病毒时，这些探针就能显示病毒的存在。彩色纳米颗粒的使用以其出色的可视性以及简单的实施而闻名，几乎不需要进行横向流动测试的科学设备。

金纳米粒子(AU-NP)具有较高的化学稳定性和独特的等离子体吸收特性，被广泛用作免疫检测探针。它们表现出极端的多样性，它们的颜色会根据它们的大小和形状而波动。此外，它们的表面可以用硫醇化合物修饰。使用AU-NP的常规测试通常必须放大AU-NP的光密度，以便人们可以轻松测量抗体和目标物质之间相互作用产生的信号强度。为了获得更高的免疫分析灵敏度，需要高光密度探针与目标抗原的抗体结合，以提高抗原-抗体复合物形成的可检测性。因为纳米粒子很小，添加更多的金纳米粒子以获得足够强的信号来进行精确的检测，是实现这一目标的一种方法。

日本东北大学研究人员通过将带正电的聚合物粒子与带负电的金纳米粒子混合，成功制备了金纳米粒子修饰的聚合物(GNDP)粒子。用20 nm大小的金纳米粒子修饰的GNDP粒子，其光密度高于原始的Au纳米粒子和用更小的Au纳米粒子修饰的GNDP粒子。以GNDP颗粒为探针，实现了H1N1流感血凝素的高灵敏度免疫测定，最低检测浓度为32.5 pg/mL。这些结果表明，GNDP颗粒作为一种免疫测定探针具有很高的潜力，可用于实际的免疫测定系统中检测多种抗原。

研究人员采用了一种名为自组织沉淀(SORP)的新方法。SORP的工作原理是先将聚合物溶解到有机溶剂中，然后再加入一种不能很好地溶解聚合物的液体，比如水。在原始的有机溶剂通过蒸发去除后，聚合物聚集在一起，形成微小的颗粒。

“使用SORP组装的金纳米粒子修饰聚合物(GDNP)，我们开始研究它们在检测流感病毒方面的有效性，以及它们是否在检测抗原-抗体反应方面提供了更高的灵敏度，”该论文的合著者、东北大学高级材料研究所(AIMR)教授Hiroshi Yabu说。它确实做到了。我们的方法比原来的AU-NPs和用更小的AU-NPs修饰的gndp产生了更高的光密度。”Yabu和他的同事的发现强化了GNDP粒子具有广泛的实用性，可以从实验室环境扩展到现实世界的诊断场景。