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当前即时检测(PoC)系统难以同时检测多种分析物。研究人员开发基于毛细管力驱动、集成光学传感器的微流控检测平台,并设计化学发光法检测凝血因子 VIII(FVIIIlum)活性。该方法精度高、适用性好,为血友病 A 管理提供新工具。
在医学检测领域,即时检测(PoC)技术宛如一颗冉冉升起的新星,它打破了传统检测需在专业实验室进行的局限,让检测更加便捷、快速,能实现疾病的早期发现和慢性病的日常监测,为人们的健康保驾护航。就像血糖仪在糖尿病管理中的应用,患者在家就能随时监测血糖,及时调整治疗方案,大大提高了生活质量。然而,这颗新星也存在一些瑕疵。目前的 PoC 系统大多依赖特定目标的特性,如同一个个被锁住的宝箱,难以同时检测多样的分析物,无法满足日益增长的复杂检测需求。
为了攻克这一难题,来自国外的研究人员积极探索,开启了一场创新之旅。他们聚焦于开发一种新型的检测平台,旨在实现多种生物标志物的并行检测。最终,他们成功研发出一款基于毛细管力驱动且集成光学传感器的微流控检测平台,并以凝血因子 VIII(FVIII)为关键检测靶点,设计出基于化学发光法的 FVIII 检测(FVIIIlum),相关研究成果发表在《Biosensors and Bioelectronics》上。这一成果意义非凡,它为血友病 A 的精准管理带来了新希望,为临床检测提供了更高效、更精准的工具,推动了医学检测领域的发展。
研究人员在此次研究中主要运用了以下关键技术方法:首先是合成了一种新型的针对活化因子 X(FXa)的化学发光底物,该底物经 FXa 作用后可释放出能产生光信号的物质用于检测;其次,将单光子雪崩二极管(SPAD)光学传感器集成到处理器中,搭配微流控芯片,实现对微弱光信号的检测,进而对 FVIII 活性进行定量分析。
合成和表征化学发光 FXa 底物
研究人员通过将氨基荧光素与 IEGR 肽偶联,并进行聚乙二醇化修饰,成功制备了化学发光 FXa 底物 PEG3 - IEGR - 氨基荧光素(PEG3 - IEGR - Alu)。在未被 FXa 作用时,底物中的氨基荧光素处于被 “锁住” 的状态,萤火虫荧光素酶无法对其进行氧化。而当 FXa 存在时,它会切割底物,释放出氨基荧光素,氨基荧光素随即被萤火虫荧光素酶转化为氧化荧光素并产生光信号。实验发现,随着 FXa 浓度从 1pM 增加到 10nM,光信号强度也随之增强,这表明该底物能够有效响应 FXa 浓度变化,为后续检测 FVIII 活性奠定了基础。
微流控芯片检测 FVIII 活性
研究人员利用带有指定区域的微流控芯片进行 FVIII 活性检测,该芯片可实现试剂混合以及多通道同时读数测量。实验使用干燥试剂的微流控芯片进行 FVIIIlum实验,结果显示该方法具有较高的精度。并且,FVIIIlum能够区分 FVIII 缺乏的血浆和活性仅为 0.017IU/mL 的血浆,这一成果表明其在血友病 A 管理方面具有实际应用价值。此外,通过对患者样本中 FVIII 活性进行药代动力学监测,发现该方法与参考方法具有良好的一致性,进一步验证了其可靠性。
研究人员成功开发并测试了一种新型多通道检测平台,该平台集成光学传感器,通过化学发光法对生物标志物活性进行量化。基于微流控的 FVIIIlum检测在性能上可与显色参考测试相媲美,这意味着它能够在复杂的样本基质中精准地量化蛋白质活性。这一平台的出现,弥补了现有 PoC 系统的不足,为临床检测多种生物标志物提供了新的技术手段。未来,随着研究的进一步深入,有望在更多疾病的诊断和监测领域发挥重要作用,推动精准医疗的发展,让更多患者受益于这一创新成果。