基于干化学电化学发光免疫传感技术的鸡新城疫病毒抗体快速定量检测新方法

【字体: 时间:2025年07月22日 来源:Food and Humanity CS1.7

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  为解决鸡新城疫病毒抗体(AbNDV)现场检测难题,研究人员开发了基于干化学电化学发光(DC-ECL)的智能手机集成免疫分析系统。该系统通过自增强ECL探针和纤维基微流控芯片实现6分钟快速检测,灵敏度达0.003 ng/mL,为禽病防控提供了便携式解决方案。

  

鸡新城疫病毒(NDV)是严重危害禽类健康的病原体,其抗体检测对养殖业疫病防控至关重要。然而传统检测方法如ELISA、HI等依赖大型仪器和专业操作,难以满足现场快速检测需求。现有胶体金试纸条虽简便但仅能定性,亟需开发兼具灵敏度与便携性的新型检测技术。

针对这一技术瓶颈,华南农业大学的研究团队创新性地将干化学技术与电化学发光(ECL)免疫分析相结合,开发出"样本进-结果出"的一体化检测系统。该系统包含三大技术突破:采用纤维基微流控芯片替代传统NC膜,通过丝网印刷构建亲疏水通道;创新性引入自增强ECL探针Ru(II)-L-Cys-Ab,实现分子内反应提升信号强度;集成智能手机平台实现自动化检测分析。

关键技术方法
研究团队首先合成Ru(II)-L-Cys复合物并优化自增强ECL探针制备参数。设计的纤维基芯片包含样品垫、结合垫、检测垫和电极垫,采用3D打印外壳封装。检测系统整合CMOS相机、电化学激发单元和遮光外壳,通过智能手机APP自动分析ECL信号。

研究结果

  1. DC-ECL免疫传感器设计:系统采用闭合双极电极(C-BPE)结构,阳极区引入过硫酸钾加速电子转移。纤维基芯片通过疏水墨水图案化构建微流控通道,避免传统试纸条对NC膜的依赖。

  2. 工作机理:基于间接免疫反应原理,样品中AbNDV先与ECL标记的鼠抗鸡抗体(Abt1)结合,再被检测区NDV抗原捕获。施加电压后,自增强探针产生ECL信号,强度与抗体浓度成正比。

  3. 性能验证:在0.01-10 ng/mL范围内呈现良好线性,检测限低至0.003 ng/mL。与ELISA相比具有更好选择性、稳定性和重现性,真实样本检测符合率达96.3%。

结论与意义
该研究开创性地将干化学技术应用于ECL免疫检测,通过智能手机平台实现AbNDV的现场定量分析。相比传统方法,具有三大优势:操作简便(仅需加样6分钟出结果)、成本低廉(纤维基材料替代昂贵膜材)、灵敏度高(自增强探针提升信号强度)。研究不仅为禽病防控提供了新型技术工具,其"样本进-结果出"的设计理念更为食品安全检测领域开辟了新思路。

值得注意的是,该系统采用的干化学预固定技术显著简化操作流程,而智能手机集成方案使检测设备成本降低90%以上。作者指出,该技术路线可拓展应用于其他动物疫病抗体检测,具有广阔的产业化前景。研究获得国家自然科学基金等多项资助,相关成果已具备实际推广应用价值。

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