传感器类型
量子点生物传感器
检测对象
亨德拉病毒(Hendra virus, HeV);样品基质:灭活 HeV 实验室悬液
检测原理
检测基于双标签共定位免疫识别。HeV 表面抗原同时结合偶联在 MPs 上的 MAb 和偶联在 QDs 上的 MAb;MPs 通过外部磁场将病毒复合物分离、富集并定位,QDs 作为荧光信号标记。只有 HeV 存在时,磁性捕获标签与荧光标签才共定位,经 498 nm 或 365 nm 激发后产生 642/645 nm 荧光。第一/第二体系则通过 RAb、生物素化二抗和 SAPE 产生约 575 nm 荧光。磁分离富集与 QD 高亮度共同增强信号,双标签共定位降低假阳性,信号强度随病毒复合物量增加而增强。
检测灵敏度
原文未报告 LOD、线性范围、灵敏度斜率或 R^2。
效应效果
三种体系均能区分阳性与空白样品。PBs–HeV–SAPE 体系荧光最大强度变异系数为 15%,信噪比约 7;MPs–HeV–SAPE 体系变异系数降至 5%,信噪比为 2,说明磁分离提高重现性;MPs–HeV–QDs 体系变异系数为 28%,主要因 QDs 部分沉淀,但信噪比达 36,较第一体系提高 500%,假阳性率接近零。便携演示中,样品置于 2 mm 玻璃毛细管并靠近 2 mm 磁铁,用 15 W、365 nm 紫外灯照射,阳性样品形成约 1.5–2 mm 亮红色荧光点,可肉眼判别。抗体偶联 MPs 和 QDs 可预先制备和储存,适合微流控 POCT。
传感器的构成
- 捕获/分离层:羧基化磁性颗粒(MPs,SPHERO,0.24–9.97 μm,优化 0.24 μm/240 nm),经 EDC/S-NHS 活化并偶联 HeV 单克隆抗体(MAb,IgG1 m102.4),用于捕获 HeV 并磁分离富集。
- 识别元件:HeV 特异性单克隆抗体 MAb(IgG1 m102.4)偶联于 MPs 或 QDs;兔抗 HeV 抗体 RAb 与生物素化二抗(αRAb/αMAb)用于第一/第二体系识别与桥接。
- 信号标记物:羧基化量子点(QDs,9 nm,发射 645/642 nm)偶联 MAb,作为高亮度荧光信号;链霉亲和素-藻红蛋白复合物(SAPE,发射约 575 nm)作为第二体系荧光标记。
- 对照/基准信号层:荧光聚合物微球(PBs,MultiPlex,5.6 μm,发射约 708 nm)偶联 MAb,用于第一体系 PBs–HeV–SAPE 基准检测。
- 桥接元件:生物素化二抗(αRAb/αMAb)与 SAPE 结合,将 RAb 识别事件转换为荧光信号。
- 读出层:Cary Eclipse 荧光分光光度计(激发 498 nm)或 365 nm 低功率紫外灯、磁铁与玻璃毛细管,用于荧光测量和肉眼可见磁聚集荧光点。
中文摘要
亨德拉病毒(Hendra virus, HeV)是一种致命的新发病原体,早期快速检测对疫情控制至关重要。本文首次报道了一种基于功能化颗粒与 HeV 特异性抗体偶联的 HeV 检测方案,采用“共定位”策略:病毒同时结合磁性颗粒和发光功能颗粒,通过荧光测量判断病毒存在,从而证明快速、便携 HeV 生物传感器的概念。研究比较了三种体系:荧光聚合物微球(PBs)–HeV–链霉亲和素/藻红蛋白(SAPE)、磁性颗粒(MPs)–HeV–SAPE 以及 MPs–HeV–量子点(QDs)。其中 QD 体系减少了反应和洗涤步骤,具有更高信噪比,并可在毛细管中借助磁铁聚集、用紫外灯激发后肉眼观察,适合发展为微流控或即时检测(POCT)平台。
英文摘要
A proof-of-concept for the development of a fast and portable Hendra virus biosensor is presented. Hendra virus, a deadly emerging pathogen in Australia, can be co-localized, concentrated and revealed using simultaneously magnetic and luminescent functional particles. This method should be applicable for the early detection of any other virus by targeting the specific virus with the corresponding antibody.