基于表面增强拉曼散射的侧流免疫层析技术实现SARS-CoV-2核衣壳蛋白超灵敏快速筛查

为解决传统侧流免疫层析技术(LFIA)在SARS-CoV-2检测中灵敏度不足的问题，研究人员开发了金核银壳纳米颗粒(Au@Ag NPs)增强的双模式检测体系。该研究通过种子介导生长法合成SERS标签，结合表面增强拉曼散射(SERS)与比色(CM)信号，将核衣壳蛋白(N蛋白)检测限(LOD)降至2.16 pg/mL，较传统方法提升150倍。临床验证显示其对阴性样本判别准确率达100%，为COVID-19早期筛查提供了高灵敏POCT解决方案。

　　

新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情暴发以来，快速准确的病原体检测成为防控关键。尽管实时逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)是诊断金标准，但其操作复杂、耗时长，难以满足大规模筛查需求。侧流免疫层析技术(LFIA)虽具备即时检测(POCT)优势，却因灵敏度不足导致假阴性率高。这一矛盾在SARS-CoV-2核衣壳蛋白(N蛋白)检测中尤为突出——作为病毒感染过程中天然表达的关键蛋白，N蛋白的低浓度检出对早期诊断至关重要。

针对这一技术瓶颈，中国研究人员在《Analytica Chimica Acta》发表创新成果。研究团队通过种子介导生长法精准制备金核银壳纳米颗粒(Au@Ag NPs)，开发出兼具比色(CM)和表面增强拉曼散射(SERS)双信号输出的LFIA系统。关键技术包括：1）优化AgNO₃滴加工艺合成20 nm均质Au@Ag NPs；2）构建双模式免疫层析试纸条；3）采用便携式拉曼光谱仪定量分析；4）使用20例阳性/20例阴性临床咽拭子样本验证性能。

【SERS标签合成与表征】
透射电镜(TEM)显示合成的Au NPs粒径约20 nm，经银壳包覆后形成单分散Au@Ag NPs。动态光散射(DLS)证实其水合直径与TEM结果一致，拉曼信号增强效应显著，为双模式检测奠定材料基础。

【检测性能分析】
SERS-LFIA模式对N蛋白的检测限达2.16 pg/mL，较传统CM-LFIA(300 pg/mL)灵敏度提升150倍。加标回收实验显示83%-91.4%的回收率，证实其在复杂基质中的可靠性。与商品化胶体金试纸条对比，该技术显著提高低浓度样本检出率。

【临床验证】
在40例临床样本测试中，SERS-LFIA阴性符合率100%，阳性符合率85%。3例假阴性(P1/P18/P19)经PCR复核确认为低病毒载量样本，证明该方法对痕量N蛋白的检测优势。与RT-PCR结果高度一致(Kappa值=0.85)，优于常规免疫层析产品。

该研究突破传统LFIA的技术局限，通过纳米材料设计与多信号协同放大策略，实现N蛋白的超灵敏检测。其创新性体现在：1）首次将Au@Ag NPs应用于SARS-CoV-2抗原检测；2）开发可裸眼定性与仪器定量的POCT方案；3）验证临床样本中85%的阳性检出率，为无症状感染者筛查提供新工具。研究成果对完善分级诊疗体系、实现疫情精准防控具有重要实践价值，也为其他传染病标志物检测提供技术范式。