基于双金属普鲁士蓝类似物的视觉侧流色谱与电化学免疫传感器高效检测SARS-CoV-2

为解决SARS-CoV-2检测中灵敏度不足、操作复杂等问题，研究人员开发了一种基于双金属CoFe-PBA（普鲁士蓝类似物）的双功能免疫传感器（CIB-EIB），结合侧流色谱可视化与电化学技术，实现了N蛋白的痕量检测（LOD低至0.21 fg mL?1），兼具高选择性与便携性，为呼吸道病毒POCT（即时检测）提供了新策略。

　　

背景与挑战
自2019年以来，SARS-CoV-2（严重急性呼吸综合征冠状病毒2）已导致全球超7亿人感染，死亡病例逾690万。尽管核酸检测（如RT-PCR）是当前金标准，但其依赖专业设备、耗时长且成本高，难以满足基层快速筛查需求。现有替代技术（如CT影像或侧流色谱试纸条）虽简化了操作，但灵敏度不足（如传统Au NPs标记试纸条LOD仅0.1 ng mL^?1），无法检测痕量病毒。因此，开发兼具可视化、超灵敏和便携性的双模式传感器迫在眉睫。

研究设计与技术方法
河南省科研团队通过合成双金属CoFe-PBA（钴铁普鲁士蓝类似物）纳米立方体，构建了集成侧流色谱（CIB）与电化学免疫传感器（EIB）的双功能平台。关键技术包括：（1）CoFe-PBA-Ab₁探针的静电吸附制备；（2）双抗体夹心免疫反应（Ab₁-抗原-Ab₂）；（3）MATLAB软件定量分析色谱条带；（4）屏幕印刷电极（SPE）修饰与差分脉冲伏安法（DPV）检测。

研究结果

1. CoFe-PBA的特性与优势
表征显示，CoFe-PBA具有大孔径（利于抗体固定）、高电子转移能力（Fe³⁺/Fe²⁺氧化还原对）及深紫色显色特性，使其同时适用于CIB显色与EIB信号放大。

2. 侧流色谱（CIB）性能
在0.25 pg mL^?1至25 ng mL^?1范围内，T线颜色强度与N蛋白浓度呈线性关系，LOD达1.7 pg mL^?1，较传统量子点标记试纸条灵敏度提升50倍。

3. 电化学免疫传感器（EIB）性能
基于SPE的EIB在1.0 fg mL^?1至1.0 ng mL^?1范围内响应优异，LOD低至0.21 fg mL^?1（相当于约17个病毒颗粒/mL），且对咽拭子样本的回收率达98.2%-102.3%。

4. 实际应用验证
双模式传感器在交叉反应测试中仅对SARS-CoV-2 N蛋白产生信号，且室温下稳定性超过30天，满足POCT需求。

结论与意义
该研究首创了以CoFe-PBA为通用基质的双功能传感器，突破了单一检测技术的局限性：CIB实现肉眼定性筛查，EIB完成超精准定量，两者协同将检测动态范围扩展至10⁹数量级。其创新性体现在：（1）利用双金属协同效应提升催化活性；（2）通过MATLAB算法标准化显色分析；（3）模块化设计便于基层推广。成果发表于《Microchemical Journal》，为呼吸道病毒监测提供了“可视化+数字化”闭环解决方案，尤其适用于资源匮乏地区的疫情防控。