综述:侧流免疫分析法在多种生物标志物检测中的研究进展:从有害物质到体外诊断

【字体: 时间:2025年08月04日 来源:Coordination Chemistry Reviews 23.5

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  这篇综述系统梳理了侧流免疫分析(LFIA)技术的最新进展,重点探讨了其在食品安全(如大肠杆菌O157:H7检测)、体外诊断(如癌症标志物)和环境监测(如重金属污染)等领域的应用。文章深入分析了影响LFIA检测性能的关键因素(如纳米材料标记物、抗体工程、传感器物理结构优化),并创新性地提出通过双/多模态信号检测、智能分析设备集成等策略提升灵敏度,为POCT(即时检测)技术的发展提供了重要参考。

  

Noble metal nanoparticles

贵金属纳米颗粒(NMNPs)作为LFIA的核心标记物展现出独特优势。金纳米颗粒(AuNPs)因其低毒性和表面等离子体共振效应成为最常用标记物,通过氯金酸还原法可制备15-150nm的球形颗粒。研究显示,40nm AuNPs在检测线富集时会产生最强的肉眼可见红色信号。近年来,金纳米棒(AuNRs)因其各向异性带来的双等离子体共振峰受到关注,在双色检测中表现突出。

Quantum dots

量子点(QDs)的量子限域效应赋予其卓越的光学性能。II-VI族量子点(如CdSe、CdTe)的荧光量子产率可达80%,但镉基材料的生物毒性限制了应用。新型无镉量子点如碳量子点(CQDs)和钙钛矿量子点(PQDs)正在兴起,其中CsPbX3(X=Cl,Br,I)量子点的荧光可调范围达400-700nm,且具有>90%的量子产率。

Magnetic nanomaterials

磁性纳米颗粒(MNPs)的超顺磁性为样本前处理带来革新。四氧化三铁(Fe3O4)颗粒可通过外部磁场实现目标物富集,将检测灵敏度提升10-100倍。最新研究将MNPs与SERS标签结合,开发出可定量检测的磁富集-LFIA联用平台。

Food safety

在食品安全领域,LFIA已成功应用于病原体(如沙门氏菌检测限103 CFU/mL)、毒素(黄曲霉毒素B1检测限0.1ng/mL)和农药残留(毒死蜱检测限5ng/mL)的现场筛查。值得注意的是,针对非洲猪瘟病毒开发的量子点微球-LFIA可在15分钟内完成检测,符合田间快速筛查需求。

Challenges and outlook

当前LFIA面临三大挑战:灵敏度与ELISA/PCR仍有差距;结果判读依赖主观经验;缺乏统一行业标准。未来发展方向包括:开发新型纳米标记材料(如上转换纳米颗粒);结合深度学习实现智能判读;建立标准化质控体系。

Conclusion

LFIA技术通过持续创新正在突破传统POCT的局限。从癌症早筛到环境污染预警,其"样本进-结果出"的特性完美契合现代医疗"预防为主"的理念。随着纳米材料、微流控和人工智能等技术的融合,LFIA有望成为下一代智能诊断平台的核心技术。

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