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流感检测对防控意义重大,但传统方法存在不足。研究人员开发了用于流感检测和活细胞成像的多模式神经氨酸酶(NA)激活荧光探针 SANP。该探针灵敏度高,可用于多种检测。这为流感检测及感染机制研究提供了新工具。
流感,这个熟悉又可怕的 “小恶魔”,每年都会在全球范围内掀起一阵 “健康风波”。季节性流感流行时,医院里满是咳嗽、发热的患者,它所带来的发病率和死亡率不容小觑。快速准确地检测出流感病毒,对于及时治疗和预防疫情大规模爆发至关重要。然而,传统的流感诊断方法,像病毒培养和聚合酶链反应(PCR),虽然准确性高,却耗时费力,还需要专业的实验室设备,就像 “大材小用”,无法满足日常快速检测的需求。而快速流感诊断测试(RIDTs)虽然出结果快,可灵敏度和特异性又不尽人意,容易出现 “误诊” 的情况。在这样的困境下,开发更灵敏、快速且通用的诊断工具迫在眉睫。
神经氨酸酶(NA)作为流感病毒粒子表面的关键蛋白,在病毒的复制和传播过程中扮演着重要角色,是流感检测的关键靶点。针对这一情况,国内研究人员开展了关于开发新型 NA 激活荧光探针的研究,最终成功开发出一种名为 SANP(Sialic acid-based neuraminidase probe,基于唾液酸的神经氨酸酶探针)的多模式 NA 激活荧光探针。这一成果发表在《Bioorganic Chemistry》杂志上,为流感检测和研究开辟了新道路。
研究人员在开展研究时,主要运用了以下关键技术方法:首先是构建了基于唾液酸和半菁结构的探针 SANP;然后通过测量与 NA 作用后的吸收和发射光谱,评估 SANP 对 NA 的响应;还利用流感病毒样本和感染细胞,进行荧光检测和成像实验 ,以此探究探针的性能。
吸收和发射光谱与 NA 的关系
SANP 由半菁衍生物作为荧光团,唾液酸作为 NA 识别基团构建而成。当 NA 水解 SANP 的糖苷键后,释放的半菁因分子内电荷转移(ICT)效应,使得荧光增强。同时,共轭结构的显著变化也改变了光吸收特性,溶液颜色从黄色变为红色。通过对这些光谱变化的研究,证实了 SANP 对 NA 具有特异性响应。
检测灵敏度
研究表明,SANP 对 NA 的检测限(LOD)为 15.4 mU/mL,对流感病毒样本的检测限为 2-2 血凝单位(0.25 HAU)。更为惊喜的是,在无需设备辅助的情况下,用肉眼检测流感病毒样本时,SANP 的检测限可达 20 HAU(1 HAU)。这意味着,即使没有复杂的仪器,也能快速初步判断流感病毒的存在。
活细胞成像
利用 SANP,研究人员能够实时观察流感感染细胞中 NA 的活性。通过荧光成像技术,清晰直观地看到细胞内 NA 的活动情况,为深入研究流感病毒在细胞内的感染机制提供了有力工具。
在这项研究中,研究人员成功开发出敏感且选择性高的荧光探针 SANP。它与 NA 相互作用时,会发生颜色变化和荧光开启响应,可作为多模式 NA 荧光探针,通过测量荧光强度灵敏检测流感样本,也能通过比色法实现简单快速的检测。同时,还能用于活细胞中 NA 活性的可视化研究。
这一成果意义非凡。一方面,SANP 为流感病毒的快速检测提供了新的方法,尤其是在即时检测(point - of - care)场景中,有望发挥重要作用,帮助医护人员更快地诊断流感,及时采取治疗措施,减少病毒传播。另一方面,它为研究流感病毒的感染机制提供了新的视角和工具,有助于科学家们深入了解病毒与细胞之间的相互作用,为开发更有效的抗病毒药物和防控策略奠定基础。 总之,SANP 的出现为流感病毒检测和研究领域带来了新的希望和突破,未来在生命科学和健康医学领域具有广阔的应用前景。