基于近红外荧光纸基侧流试纸条的血浆microRNA高灵敏度检测技术

本研究创新性地开发了基于染料封装二氧化硅纳米颗粒的近红外荧光纸基侧流试纸条（NIRF-PLFS），实现了血浆中microRNA-34a的直接检测（无需样本预处理）。相比可见光荧光试纸条（VisF-PLFS），该技术在血浆基质中检测限降低两个数量级（达50 pM），显著提升信噪比与光稳定性，为疾病标志物的床旁检测（POC）提供了新方案。

　　

亮点

近红外荧光探针与试纸条设计：本研究采用花菁7（Cyanine 7）染料封装的二氧化硅纳米颗粒作为近红外荧光（NIRF）探针，其发射波长为773 nm（位于NIR-I窗口）。如图S3所示，这些纳米颗粒具有62.5±2.6 nm的均一粒径和球形形貌。通过将数十个染料分子封装在单个二氧化硅纳米颗粒中，不仅显著增强了荧光强度（相比单体染料），还改善了光稳定性——这是传统有机NIR染料常面临的挑战。

材料与仪器

实验使用1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺（EDC）、N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）等标准生化试剂（购自Sigma-Aldrich）。采用磷酸盐缓冲液（PBS, pH=7.4）作为基础介质，并利用3-三乙氧基甲硅烷基丙基琥珀酸酐（TEPSA）实现探针表面功能化。

NIRF探针与试纸条性能

在缓冲体系中，NIRF-PLFS与可见光荧光试纸条（VisF-PLFS，使用罗丹明6G或Alexa 633探针）表现相当。但血浆样本测试中，NIRF-PLFS展现出压倒性优势：线性检测范围更宽，检测限（LOD）低至50 pM（比VisF-PLFS优化100倍）。这种差异源于NIR-I窗口（700-950 nm）能有效规避血浆中血红蛋白的光吸收和自发荧光干扰。

结论

通过将高密度染料封装策略与NIR荧光检测相结合，本研究成功开发出抗血浆基质干扰的便携式检测平台。该技术为循环microRNA标志物（如与癌症相关的miRNA-34a）的床旁检测提供了新工具，特别适用于资源有限地区的疾病筛查。