磁性纳米酶增强的奔腾免疫分析芯片平台：实现小鼠多病原体抗体的超灵敏快速检测

《Microchemical Journal》：MAGIC: A magnetic nanozyme amplified galloping immunoassay chip platform for multi-target detection of mouse pathogen antibodies

本文报道了一种创新型磁性纳米酶增强的奔腾免疫分析芯片（MAGIC）平台，通过整合往复流微流体技术（将免疫结合加速至60秒）与介孔MnFe2O4@Au纳米酶，成功实现了对仙台病毒（SV）、鼠痘病毒（ECT）和小鼠肺炎病毒（PVM）抗体的超灵敏多重检测。该平台在108倍稀释样本中仍能可靠识别，阳性/阴性样本符合率达97.4%，有效解决了传统免疫分析法灵敏度与便携性难以兼顾的难题。

　　

Highlight

试剂与仪器

六水合三氯化铁（FeCl₃·6H₂O）、四水合氯化锰（MnCl₂·4H₂O）、氯金酸（HAuCl₄）、硼氢化钠（NaBH₄）、Tris-HCl缓冲液、3%过氧化氢（H₂O₂）、乙二醇、二甘醇、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、醋酸钠和Tween-20购自上海化学试剂有限公司。聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA，厚度0.3、1和2毫米）和紫外固化胶由嘉诚手板厂（广东）提供。人免疫球蛋白G（IgG）、辣根过氧化物酶（HRP）标记的羊抗人IgG和牛血清白蛋白（BSA）采购自伯梅生物。

MnFe₂O₄@Au与MnFe₂O₄@Au-IgG的表征

本研究以六水合三氯化铁和四水合氯化锰为前体，通过水热法合成MnFe₂O₄纳米颗粒。关键改进是将混合溶剂（乙二醇/二甘醇）的体积比调整为1:1，利用二甘醇较高粘度的特性抑制晶核快速聚集，从而形成更小、单分散的纳米颗粒。醋酸钠的加入不仅提供碱性环境，其乙酰基团还通过空间位阻效应进一步稳定颗粒生长。最终获得的MnFe₂O₄纳米颗粒呈现规整球形，具有高比表面积和丰富介孔结构，为后续金纳米颗粒修饰及抗体固定奠定理想基底。

结论

本研究成功构建了磁性纳米酶增强的奔腾免疫分析芯片（MAGIC）平台，通过将具有高比表面积、强底物亲和力及稳定催化活性的介孔磁性纳米酶MnFe₂O₄@Au，与具有高免疫结合效率的往复流微流体芯片协同整合，实现了小鼠多种病原体抗体的多重检测。该系统在选择性实验和临床样本验证中表现出高灵敏度、宽线性范围和快速检测能力。