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呼吸道病毒感染是全球公共衛(wèi)生的重大挑戰(zhàn),快速準(zhǔn)確檢測對及時診斷和治療至關(guān)重要。傳統(tǒng)檢測方法如ELISA和PCR存在操作復(fù)雜、耗時長等局限。側(cè)向流免疫層析試紙（LFA）因簡便快速而成為理想的即時檢測技術(shù),但靈敏度有待提高。納米酶的引入為提升LFA性能提供了新思路,但如何設(shè)計高效納米酶并整合到LFA中實現(xiàn)超靈敏檢測仍是挑戰(zhàn)。因此,開發(fā)新型高效納米酶并應(yīng)用于LFA以實現(xiàn)呼吸道病毒的超靈敏快速檢測,對提高疾病診斷效率、改善公共衛(wèi)生具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價值。

最近，廣東省人民醫(yī)院的顧兵教授研究團隊開發(fā)了一種三維薄膜狀納米酶（GO−Pt30−AuPt5），用于超靈敏的呼吸道病毒免疫層析檢測。該納米酶通過在二維氧化石墨烯納米薄膜上組裝鉑和金@鉑納米粒子，顯著提高了檢測靈敏度。研究表明，GO−Pt30−AuPt5能夠?qū)崿F(xiàn)對兩種重要呼吸道病毒的同時檢測，靈敏度達到1 pg/mL，比傳統(tǒng)方法提高約100倍。臨床驗證顯示，該方法在49個真實樣本中表現(xiàn)出色，展示了其在病原體篩查中的廣泛應(yīng)用潛力。相關(guān)成果以“3D Film-Like Nanozyme with a Synergistic AmplificationEffectfor the Ultrasensitive Immunochromatographic Detection of Respiratory Viruses”為題，發(fā)表于ACS Nano（中科院一區(qū)TOP）。

GO−Pt30−AuPt5納米酶通過在二維氧化石墨烯納米薄膜上組裝30 nm的鉑納米粒子和5 nm的金@鉑納米粒子制備而成。該納米酶呈三維結(jié)構(gòu)，具有良好的柔韌性和高表面積，能夠在水中高度分散。研究表明，GO−Pt30−AuPt5在催化反應(yīng)中表現(xiàn)出強大的色度和催化活性，能夠有效增強對呼吸道病毒的檢測靈敏度，展示了其在臨床樣本中快速、簡單、超靈敏篩查病原體的潛力。

圖1.薄膜狀GO-Pt30-AuPt5納米酶的制備與表征。

本研究開發(fā)了多種類型的納米酶以評估其酶活性，包括GO−Pt30、GO−AuPt5、GO−Pt30−Pt30、GO−AuPt5−AuPt5和GO−Pt30−AuPt5。結(jié)果表明，GO−Pt30−AuPt5納米酶展現(xiàn)出最高的催化活性，明顯優(yōu)于其他類型。不同納米酶的催化性能差異主要源于其結(jié)構(gòu)和組成。通過結(jié)合30 nm鉑納米粒子與5 nm金@鉑納米粒子，GO−Pt30−AuPt5不僅增加了催化位點和反應(yīng)界面，還顯著提升了其催化效率，展現(xiàn)出高靈敏度和卓越的催化能力。此外，GO−Pt30−AuPt5的催化效率遠高于傳統(tǒng)過氧化物酶，顯示出其在生物傳感和疾病檢測中的廣泛應(yīng)用潛力。

圖2. 評估基于GO的薄膜納米酶的過氧化物酶樣活性。

GO-Pt30-AuPt5納米酶通過PEI介導(dǎo)的自組裝制備，結(jié)合了鉑和金@鉑納米粒子的優(yōu)良催化性能。該納米酶通過抗體修飾實現(xiàn)靶向結(jié)合，構(gòu)建雙抗體夾心免疫檢測模式，以提高對SARS-CoV-2和H1N1的特異性識別和信號放大能力。

圖3. 抗體修飾的GO-Pt30-AuPt5的制備示意圖，以及基于該納米酶的LFA在檢測SARS-CoV-2和H1N1中的結(jié)構(gòu)設(shè)計和檢測模式。

GO-Pt30-AuPt5納米酶在AEC底物上的催化活性表現(xiàn)出色，能夠迅速分解H2O2生成OH自由基，進而催化AEC的氧化反應(yīng)，形成不溶性棕紅色沉淀。這一催化過程不僅顯著增強了檢測信號，還提高了對目標(biāo)病毒的檢測靈敏度和特異性，旨在實現(xiàn)對SARS-CoV-2和H1N1的快速、靈敏檢測。

圖4. GO-Pt30-AuPt5納米酶在LFA條帶上的催化活性表征。

在檢測不同濃度的SARS-CoV-2和H1N1時，GO-Pt30-AuPt5納米酶表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。在催化反應(yīng)之前，納米酶在高病毒濃度下產(chǎn)生明顯的黑色信號，隨著病毒濃度的降低，信號逐漸減弱，最終在低于0.5 ng/mL的濃度下變?yōu)闊o色。經(jīng)過催化反應(yīng)后，T線的信號強度顯著增強，檢測范圍大幅擴展。在催化模式下，該方法的檢測限分別為0.0013 ng/mL和0.00084 ng/mL，顯示出極高的靈敏度和廣泛的動態(tài)檢測范圍，適用于快速、準(zhǔn)確地檢測呼吸道病毒。

圖5. GO–Pt30–AuPt5-LFA對于SARS-CoV-2和H1N1的檢測效果。

在對真實臨床樣本的檢測中，GO-Pt30-AuPt5納米酶成功識別了H1N1和SARS-CoV-2陽性的咽拭子樣本，所有陽性樣本的LFA條帶均顯示出明顯的T線信號，表明該方法具有100%的檢測率，驗證了其在臨床應(yīng)用中的準(zhǔn)確性和可靠性。

圖6. GO–Pt30–AuPt5-LFA對于實際樣本中兩種目標(biāo)病毒的檢測結(jié)果。

綜上所述，本研究成功開發(fā)了GO-Pt30-AuPt5三維納米酶，顯著提高了對H1N1和SARS-CoV-2的檢測靈敏度和范圍。該納米酶在真實臨床樣本中的有效應(yīng)用，展示了其在快速、準(zhǔn)確的病毒檢測方面的潛力，為病原體篩查提供了可靠的技術(shù)支持。