最快只需五分钟!新冠病毒抗体快检新技术在汉问世

最快只需五分钟!新冠病毒抗体快检新技术在汉问世

图为:荧光量子点偶联SARS-CoV-2蛋白高特异性B细胞表位多肽构成的生物传感技术示意图

图为:荧光量子点偶联SARS-CoV-2蛋白高特异性B细胞表位多肽构成的生物传感技术示意图

湖北日报讯(记者田佩雯、通讯员吴江龙)5月13日,记者从武汉大学获悉,该校病毒学国家重点实验室徐可教授团队与华中科技大学刘欢教授团队、湖北省疾病预防控制中心蔡昆团队合作,在国际学术期刊Viruses(病毒)发表一项研究成果。该研究成果首次利用具有自主知识产权的“量子点-多肽”生物传感技术,将生物信号直接转化成光信号,开发成一种新型SARS-CoV-2抗体快检技术,可以实现快速(5分钟)、智能(一步反应)、高灵敏(抗体检出下限100 pM)、高准确度(高达98.1%的抗体识别准确率)、微量样本(0.05 μL血清)的高通量抗体检测。

图为:量子点-多肽生物传感技术检测对应抗体时发生荧光淬灭的机制模型图

图为:量子点-多肽生物传感技术检测对应抗体时发生荧光淬灭的机制模型图

被病毒感染或接种疫苗后,人体会相应地产生病毒抗体。健康人群疫苗接种后,产生的抗体是否足量?新冠治愈后,抗体是否消退?这些问题都可以通过抗体检测得到答案。徐可介绍,检测抗体可以帮助评估群体免疫水平,为疫情防控策略的制定提供依据,对个人而言,这项新技术不仅可以定性检测出是否有抗体,还可以定量检测出抗体水平的高低,“通俗来说,检测结果可以很直观地告诉你,是否需要打疫苗加强针。”

据了解,目前检测血清抗体水平的主要方法是酶联免疫吸附(ELISA)方法。徐可表示,该方法以SARS-CoV-2刺突糖蛋白或核衣壳蛋白作为抗原,通过多步抗原抗体反应以及显色反应测定抗体水平,一般需要6-12个小时。同时,这种方法还容易发生交叉反应,造成假阳性。

图为:量子点-多肽传感技术在临床应用上展现出高灵敏度和准确率

图为:量子点-多肽传感技术在临床应用上展现出高灵敏度和准确率

鉴于此,研究团队创新性地使用一种量子点基底材料,将CdSe-ZnS荧光量子点偶联SARS-CoV-2蛋白高特异性B细胞表位多肽,构成了纳米尺度的生物传感元件。“只需要五分钟,将一滴指尖血与基底材料反应,即可通过仪器观察荧光信号,得出采样者的抗体强度。”

徐可解释,这是通过荧光淬灭率定量反映抗体滴度,即通过量子点材料与生物分子的作用,引起量子点荧光强度发生改变,将抗原抗体特异性结合反应转换为光学信号。研究发现,该传感技术检测SARS-CoV-2抗体的浓度极限为100 pM,且与其他常见人患冠状病毒商品化抗体无交叉反应。在207例新冠感染的康复病人血清检测中,获得了高达92.3-98.1%的抗体检出率,远大于传统全蛋白ELISA方法,并表现出更高的均一化检测结果。

除了应用于新冠病毒的抗体检测,徐可表示,这项技术还可以应用于乙肝、埃博拉等多种病毒的抗体检测。目前,相关技术已获得国家发明专利授权,团队正在开发基于该技术的原型产品,有望于1-2年内面市。下一步,团队致力于将检测结果可视化,以实现肉眼观测抗体检测结果。