试纸条的高通量快速核酸检测新方案

随着食品安全、传染病、心血管疾病和肿瘤诊断需求的不断提升以及“互联网+”的快速成长，简便快速、小型化、高灵敏度的Point of Care Testing （POCT）受到了公众的广泛关注。尽管POCT行业和技术发展迅速，上世纪70年代发展起来的免疫试纸条仍然是技术最为成熟，应用最为广泛POCT检测产品，在疾病诊断、食品安全、动植物疫病、环境污染等领域有广泛应用。但是目前免疫试纸条普遍存在灵敏度低、检测靶标单一的问题，因此主要用于蛋白分子的检测，较难满足核酸快速检测的高通量需求。

最近，东南大学生物电子学国家重点实验室赵祥伟教授课题组利用表面增强拉曼散射（SERS）编码纳米标签结合DNA微阵列在一个试纸条上实现了11种呼吸道感染（RTI）病原体DNA的快速高灵敏度检测，相关研究成果于2019年6月7日在线发表于《Theranostics》杂志。该研究将亚甲基蓝（MB）和尼尔蓝（NBA）染料分子封装在银核金壳间隙制得的两种SERS编码纳米标签（AgMB@Au和AgNBA@Au）分别与RTI病原体DNA检测探针偶联用于金标垫包被，然后在常用试纸条硝酸纤维素（NC）膜上构建2×3的检测点微阵列，每个检测点固定2种病原体DNA捕获探针。反应后，通过采和解码检测点的拉曼信号即可实现对11种RTI病原体DNA的定量检测，检测时间仅20min。得益于NC膜的多孔结构和SERS纳米标签的超高灵敏度，这种方法对RTI病原体核酸的最低检测限（LOD）低于0.041 pM，检测的线性范围分别为1 pM-50 nM，覆盖了5个数量级，有望大大促进RTI的快速筛查，提高临床的诊疗效率。

市场常用NC试纸条宽度在3mm左右，且为多孔结构，高密度微阵列制备难度较大。该方法通过SERS编码纳米标签实现了一个检测点上多个DNA靶标序列的同时检测，有效降低了微阵列密度，解决了试纸条核酸检测的低通量问题，从而创新性的结合了试纸条、DNA微阵列以及SERS编码纳米标签的优势，具有成本低、通量高、速度快等优点，为试纸条的高通量快速核酸检测提供了新的解决方案。

该研究是赵祥伟教授课题组前期研究工作（Biosensorsand Bioelectronics, 2018, 106: 204-211, Sensors& Actuators: B. Chemical, 2018, 277: 502-509）的进一步拓展，得到了国家自然科学基金和国家重点研发计划等项目的支持。这种高通量检测试纸条为POCT提供了新的思路，在疾病诊断、检验检疫和环境检测等领域具有广泛的应用前景。