基于绿色合成AgNPs与MWCNT-ZnO纳米纤维的新型电阻式生物传感器用于结核病脂阿拉伯甘露聚糖（LAM）抗原的快速检测

为解决结核病（TB）在资源有限地区诊断困难的问题，研究人员开发了一种功能化绿色合成银纳米颗粒（GSSNPs）和多壁碳纳米管-氧化锌（MWCNT-ZnO）复合纳米纤维的纸基叉指电极（IDE）生物传感器。该传感器实现了25.79 fg/mL的超低检测限（LOD）和10 pg/mL至6 ng/mL的宽线性范围，具有高灵敏度、选择性和可重复性，为结核病早期诊断提供了经济、便携的解决方案。

　　

结核病（TB）是困扰人类数千年的古老传染病，至今仍是全球十大死因之一，尤其在低收入和中等收入国家（LMICs）造成严重负担。世界卫生组织（WHO）数据显示，2022年全球新增结核病例近千万，导致140万人死亡。传统诊断方法如痰涂片镜检和培养存在耗时长（数天至数周）、灵敏度低（难以检测早期或肺外结核）等缺陷，而分子检测技术虽准确却价格昂贵，难以在资源匮乏地区普及。这种诊断困境促使科学家寻求更经济、高效的解决方案。

印度理工学院海德拉巴分校的研究团队在《Analytica Chimica Acta》发表了一项突破性研究，开发了一种基于纸基叉指电极（IDE）的新型电阻式生物传感器。该传感器通过绿色合成银纳米颗粒（GSSNPs）和多壁碳纳米管-氧化锌（MWCNT-ZnO）复合纳米纤维的功能化，实现了对结核病关键标志物脂阿拉伯甘露聚糖（LAM）抗原的超灵敏检测。

研究采用的关键技术包括：绿色合成法（利用印度苦楝叶提取物制备AgNPs）、静电纺丝技术（制备MWCNT-ZnO复合纳米纤维）、叉指电极印刷（使用石墨烯导电墨水）以及抗原-抗体特异性结合（采用单克隆抗体MBS320597）。

研究结果

1. 背景：传统TB诊断方法无法满足快速、低成本的需求，亟需开发适用于资源有限地区的便携式检测工具。
2. 结果：传感器表现出25.79 fg/mL的超低检测限（LOD），线性范围覆盖10 pg/mL至6 ng/mL，且对非特异性干扰具有高度抗性。
3. 意义：该技术将纳米材料（GSSNPs和MWCNT-ZnO NFs）的导电性与生物识别元件（抗体）的特异性结合，实现了高灵敏度与低成本的双重突破。

结论与讨论
该研究成功构建了一种革命性的纸基生物传感器，其核心创新在于：

1. 材料设计：MWCNT-ZnO复合纳米纤维提供高比表面积和导电通路，绿色合成的AgNPs增强信号响应，二者协同作用使检测灵敏度达到飞克级（fg/mL）。
2. 应用价值：一次性纸质基底降低了成本（约0.5美元/片），且可通过标准印刷技术规模化生产，完美适配资源有限地区的需求。
3. 技术延展性：该平台可通过更换识别元件（如抗体）适配其他传染病标志物检测，为全球公共卫生监测提供通用解决方案。

这项研究不仅填补了结核病快速诊断的技术空白，更开创了纳米材料与纸基微流控结合的诊断新范式，其环境友好型设计（可生物降解基底）还响应了可持续发展目标。未来通过临床样本验证后，该技术有望成为WHO终结结核病战略的关键工具。