综述：功能纳米材料支持的荧光生物传感纳米平台高效检测多种病毒的研究进展

这篇综述系统总结了功能化纳米材料（如碳纳米管(CNTs)、量子点(QDs)、银纳米颗粒(AgNPs)等）在荧光(FL)生物传感平台中的应用，重点探讨了其通过核酸、抗原、抗体等靶标检测病毒（如SARS-CoV-2、HIV、HBV）的构建策略、传感模式（如FRET、AIE）及实际应用性能，为开发高效、便携的病毒检测技术提供了新思路。

　　

功能纳米材料支持的病毒荧光检测：从原理到应用

引言

病毒（如SARS-CoV-2、HIV）的纳米级结构（20–300 nm）和多样传播途径对检测技术提出挑战。传统方法如逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)、酶联免疫吸附试验(ELISA)虽成熟，但存在耗时长、设备依赖性强等问题。纳米材料凭借高比表面积、量子尺寸效应和可修饰性，为高灵敏度、快速检测提供了新方案。

纳米材料分类与传感平台构建

病毒荧光(FL)生物传感平台主要分两类：

1. 1.

   纳米材料作为荧光团：如碳量子点(CDs)和银纳米簇(AgNCs)直接标记病毒核酸，通过荧光共振能量转移(FRET)实现HIV RNA检测；聚集诱导发光(AIE)型材料（如四苯基乙烯衍生物）可避免传统荧光团的聚集猝灭问题。

2. 2.

   纳米材料作为载体：金纳米颗粒(AuNPs)负载荧光探针后，通过表面等离子体共振(SPR)增强信号，检测限低至0.1 pM（如H5N1血凝素蛋白）。

靶标类型与检测机制

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  核酸靶标：基于杂交链反应(HCR)的DNAzyme纳米平台可放大信号，用于SARS-CoV-2 RNA的居家检测。

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  抗原/抗体靶标：上转换纳米颗粒(UCNPs)与磁珠联用，通过夹心免疫法检测COVID-19 IgG，灵敏度较ELISA提升100倍。

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  多靶标协同：金属-有机框架(MOFs)封装多种荧光染料，实现HIV核酸与抗体同步检测。

实际应用与性能对比

在临床样本（唾液、血清）中，纳米平台表现突出：

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  便携性：量子点(QDs)试纸条15分钟完成HBV抗原筛查，准确率>95%。

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  抗干扰能力：硅纳米颗粒(SiNPs)修饰的传感器在复杂基质中仍保持稳定信号。

挑战与展望

当前问题包括纳米材料批次重复性差、长期毒性未明确。未来方向聚焦于CRISPR-Cas12/13耦合纳米探针的即时检测(POCT)，以及人工智能(AI)辅助的多重信号解析。

结语

功能纳米材料推动的荧光传感技术正重塑病毒检测范式，从实验室走向基层医疗，为全球公共卫生安全提供关键技术支撑。