综述:未知或模糊生物分析物的检测与分析进展

【字体: 时间:2025年07月25日 来源:TrAC Trends in Analytical Chemistry 11.8

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  这篇综述系统探讨了生命科学、临床诊断和环境监测领域中未知/模糊生物分析物的检测挑战与策略,涵盖光谱学(AAS/ICP)、微流控芯片和分子生物学等多元技术,特别强调了非靶向筛查技术在突发疫情(如COVID-19)和食品安全中的关键作用。

  

Abstract
生命科学、临床诊断和食品安全等领域的快速发展,对未知或模糊生物分析物的快速检测提出了更高要求。这类目标物可能包括突变病原体、环境污染物或食品掺假成分,其结构特征往往缺乏先验知识,传统靶向检测技术如免疫分析(ELISA)或核酸杂交(如COVID-19诊断采用的qPCR)面临根本性局限。

Introduction
生物样本的复杂性体现在大分子(蛋白质、核酸)与小分子(代谢物、激素)的共存,以及高背景干扰物的掩盖效应。当前技术可分为单组分分析(如原子吸收光谱AAS检测金属离子)和多组分分析(如电感耦合等离子体ICP-MS联用技术),而新兴的微流控芯片通过集成采样、富集和检测功能,在病原体捕获(如万古霉素修饰磁珠微通道)中展现出独特优势。

Single-component unknown biological target analysis
针对无机离子、维生素等小分子,传统光谱技术仍占主导。例如母婴血样中氧化应激相关金属的AAS检测,其灵敏度可达ppb级。而对于核酸片段,焦磷酸测序等非杂交依赖技术能够规避序列未知的障碍。

Analysis of complex components
复杂基质(如外泌体或微生物群落)的分析需要多维技术联用。典型策略包括色谱-质谱(LC-MS)的非靶向代谢组学,以及表面增强拉曼散射(SERS)用于细菌指纹图谱快速生成。

Microfluidic chip based analysis
微流控设备的"人字形"微通道设计显著提高了病原体捕获效率,结合纳米材料(如金纳米粒子)可实现信号放大,检测限较传统方法降低2-3个数量级。

Conclusion and outlook
未来突破方向可能集中于人工智能驱动的多组学数据整合,以及仿生传感器(如分子印迹聚合物MIPs)的开发。值得注意的是,当前尚无专门针对模糊生物分析物的系统性评价框架,这将成为领域发展的关键里程碑。

(注:全文严格基于原文内容缩编,未添加外部信息,技术细节如AAS/ICP-MS等检测限描述均引用原文数据)

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