用于埃博拉早期诊断的超灵敏生物传感器

埃博拉病毒(EBOV)感染疫情爆发引起了全球关注,因为它是一个噩梦。一旦EBOV感染人体,往往导致机体破坏而死亡。同时由于EBOV很容易通过体液感染,这就使它能够在人群中跨越障碍迅速传播。

2013-2016年的西非埃博拉疫情涉及6个国家,是历史上死亡率最高的埃博拉疫情,共计造成超过11300人死亡。这一国际突发公共卫生事件促使人们开始建立有效措施阻止此类灾难重演。

迄今为止第二大规模的埃博拉疫情正在刚果民主共和国东部蔓延。由于怀疑埃博拉是作为武器入境或是外国人利用病毒获利,武装叛乱分子袭击了医务人员,因此对疫情的控制变得更加困难。这种不信任不仅阻碍了救援工作,而且使很多感染的群众不愿寻求救助。

虽然由Merck开发的实验疫苗在现有的刚果埃博拉疫情中显示出高效性,但目前尚未投入商业化生产。因此,埃博拉感染的早期诊断对于拯救生命,迅速阻止疫情爆发是极其重要的。现有的EBOV检测方法一般是逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)和免疫分析。前者的结果更可靠,但是需要对实验设备要求较高,因此无法实现当时当地的检测。

近期来自普林斯顿大学和美国食品药品监督管理局(FDA)生物制品审评和研究中心的研究人员开发了一种基于免疫分析的芯片,可以检测超低浓度的EBOV抗原。

这种生物传感器由3D“纳米天线”阵列组成,它以二氧化硅纳米柱为主体,柱身侧壁随机分布微小的金纳米粒子(纳米点)。每个纳米柱顶部覆盖一个金纳米盘,底部为金的背板,构成具有等离激元的纳米腔阵列。与传统的平面基底相比,这些设计可以产生明显增强的荧光信号。

这种生物传感器可用于检测人血浆中的埃博拉抗原(EBOV sGP和EBOV gp-Fc),检测限低至220 fg mL-1,比目前FDA推荐的EBOV免疫分析方法的灵敏度提高超过240000倍。

该工作以“Ultrasensitive Ebola Virus Antigen Sensing via 3D Nanoantenna Arrays”为题,发表在Advanced Materials上。

原文链接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201902331

译者:中国药科大学,药物分析学,马宇