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为解决传统检测 IgG 和 IgM 抗体技术在灵敏度、速度等方面的不足，研究人员利用双屏印刷电极（SPE）平台结合磁珠纳米复合物开展相关研究。结果显示该传感器可同时检测 SARS-CoV-2 抗体，有望推动传染病诊断发展。
在医学检测领域，免疫球蛋白（Immunoglobulins，Ig）中的 IgG 和 IgM 抗体作为重要的免疫反应指标，对疾病诊断、病情监测和治疗评估意义重大。IgM 在人体接触抗原后最早出现，是早期免疫反应的 “先锋”，而 IgG 出现较晚，却代表着长期免疫力，如同免疫系统的 “记忆卫士” 。在病毒感染（如 COVID-19）、自身免疫性疾病和癌症等病症中，检测这两种抗体能精准把握疾病阶段和免疫状态。
然而，传统检测方法，如酶联免疫吸附试验（Enzyme-Linked Immunosorbent Assays，ELISAs）和侧向流动分析（Lateral Flow Assays，LFAs），存在诸多弊端。它们在灵敏度、检测通量、检测速度方面表现欠佳，并且依赖专业人员操作和完备的实验室设施，难以满足快速、精准检测的需求。正因如此，开发更高效、便捷的检测技术迫在眉睫。
来自国外的研究人员开展了一项关于利用双屏印刷电极平台同步检测 IgG 和 IgM 抗体的研究。研究人员借助双屏印刷电极（SPE）系统，该系统配备空间分离的工作电极，分别固定抗 IgG 或抗 IgM 捕获抗体，同时采用双电位仪独立监测两个工作电极的电化学信号。研究人员使用直径为 500nm 和 1μm 的磁珠，将其功能化修饰上氨基二茂铁（Fc-NH2）和严重急性呼吸综合征冠状病毒 2（SARS-CoV-2）刺突蛋白的受体结合域（RBD）。在 0.1μg/mL 至 200μg/mL 的目标抗体浓度范围内孵育后，磁珠复合物会捕获在相应电极上，进而实现 IgG 和 IgM 的同步电化学测量。
研究结果显示，在缓冲溶液和复杂血清样基质中，该传感器对 IgG 和 IgM 均产生了明显且可量化的电化学响应，并且分析物之间干扰极小。通过扫描电子显微镜 - 能量色散光谱（SEM-EDS）分析对磁珠平台进行表征，证实了刺突蛋白和二茂铁的成功结合。电化学表征表明，1μm 的磁珠在检测中性能更优，因此被选用于双检测分析。这一研究成果发表在《Analytical Biochemistry》上，为传染病诊断提供了新的技术路径，有望提升临床检测效率和准确性，特别是在即时护理诊断和资源有限的环境中，具有重要的应用价值。
在研究方法上，研究人员主要运用了以下关键技术：首先是磁珠功能化技术，通过化学修饰使磁珠携带氨基二茂铁和 SARS-CoV-2 刺突蛋白的受体结合域；其次是双屏印刷电极系统及双电位仪监测技术，实现对 IgG 和 IgM 抗体的同步电化学检测；还有 SEM-EDS 分析技术，用于对磁珠平台进行结构和成分表征。
下面来看具体的研究结果：
- 磁珠平台的表征：利用 SEM-EDS 映射分析研究了磁性纳米颗粒及其与刺突蛋白和氨基二茂铁的结合物的结构和成分特征。从 SEM 图像观察到，修饰后的磁珠表面形态变化，证明了刺突蛋白成功结合到空白磁珠表面。
- 电化学检测性能：在不同浓度目标抗体孵育后，对 IgG 和 IgM 进行同步电化学测量。结果表明，该传感器在不同基质中都能对两种抗体产生清晰可量化的响应，且相互干扰小，虽然存在基质效应，但仍展现出在复杂生物样本中同步检测 SARS-CoV-2 抗体的潜力。
研究结论表明，该研究成功开发了一种基于磁珠纳米复合物的双电化学免疫传感器，用于同步检测 SARS-CoV-2 的 IgG 和 IgM 抗体。该传感器的突出优势在于，采用双屏印刷电极配置实现对 IgG 和 IgM 的独立、同步测量，双电位仪系统精确控制和监测电化学信号。这一创新平台克服了传统检测方法的局限性，为传染病诊断领域带来了新的希望。它提供了一种快速、灵敏且可能便携的免疫分析解决方案，在即时护理诊断和资源受限地区的传染病检测中，有着广阔的应用前景，有助于推动全球健康事业的发展，特别是在应对突发传染病时，能够为临床诊断和公共卫生防控提供有力支持。
