研究人员开发了一种用于唾液中新型冠状病毒检测的智能免疫传感器

前言

新型ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２感染的大流行事件始于２０１９年１２月３１日，当时中国卫生当局向世界卫生组织（世卫组织）国家办事处报告了在武汉市发现的不明原因肺炎。随后，世卫组织于２０２０年１月５日发布了第一份关于新病毒的疾病爆发新闻，报告了武汉肺炎病例群的风险评估和建议以及患者状况和公共卫生反应。２月１１日，世卫组织将新冠肺炎（冠状病毒疾病２０１９）命名为由ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２引起的疾病，一个月后，世卫组织将新冠肺炎报告为大流行性疫情，在全世界产生影响。为了检测ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２，世卫组织和欧洲疾病预防和控制中心（ＥＣＤＣ）建议的方法是通过反转录聚合酶链反应对鼻或咽喉分泌物（即拭子）中的病毒遗传物质进行定量。目前可用的基于实时聚合酶链反应技术的试剂盒为检测ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２病毒的存在提供了最高的灵敏度。但是，在样本病毒载量较低的情况下，可能需要重复测试才能做出最终诊断。除了用于ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２ ＲＮＡ检测的ＰＣＲ之外，还开发了用于抗体分析的ＥＬＩＳＡ，但是这两种方法都具有一些局限性。

研究内容

在罗马大学的研究人员的研究成果中，为了拥有一个小型化的电分析设备，开发了第一个灵敏的电化学生物传感器，用于检测唾液中的ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２，使用基于ＭＢｓ的电化学分析和基于炭黑的固相萃取作为传感器，结合ＰＡＬＭ ＳＥＮＳ便携式稳压器作为读取器。ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２蛋白（即Ｓ蛋白和Ｎ蛋白）都被用作目标分析物，开发了一种夹心法，用固定的抗体在ＭＢｓ上检测Ｓ或Ｎ蛋白。通过使用用碱性磷酸酶标记的第二抗体来评估结合。所开发的基于ＭＢｓ的检测方法在缓冲液、唾液样本、培养的ＳＡＲＳ Ｐｒｅ－ｐｒｏｏｆ ９ ＣｏＶ－２病毒以及唾液临床样本中进行测试，并将数据与使用鼻咽拭子样本通过实时聚合酶链反应获得的数据进行比较。

实验方法

通过使用２４５ ＤＥＫ丝网印刷机，在透明且柔韧的聚酯支持物上生产固相萃取物。三电极电池通过使用石墨基墨水（Ｅｌｅｃｔｒｏｄａｇ ４２３ ＳＳ）作为工作电极和反电极，以及使用银基墨水（Ｅｌｅｃｔｒｏｄａｇ ６０３３ ＳＳ）作为伪参考电极来实现。通过在工作电极上连续滴加２ Ｌ的三步程序，用６ Ｌ的ＣＢ Ｎ２２０分散体对固相萃取物进行改性。进行该试验是为了验证抗体结合靶蛋白的能力。将１００微升在ＰＢＳ缓冲液中制备的两种Ｓ蛋白２纳克／毫升加入微量滴定板的每个孔中，并在４℃放置过夜。然后， 用１００微升３％（重量／体积）牛血清白蛋白封闭包被板，并在３７℃孵育１小时。通过向孔中加入１００微升不同的抗体稀释液来构建每种抗ＳＡＲＳ－ＣｏＶ抗体的结合曲线，所述抗体稀释液是在ＰＢＳ中制备的期刊预检１１，范围为２纳克／毫升至０。５纳克／毫升（我们已经测试了所有购买的抗体）， 在３７℃孵育１小时。

基于ＭＢｓ的未处理唾液中ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２检测方法。

两种不同的抗ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２１纳克／毫升的ＰＡｂ对两种以２纳克／毫升包被的不同刺突蛋白的酶联免疫吸附反应。

电化学校准曲线（嵌入伏安图），使用缓冲液（黑线）和未处理唾液（红线）中的Ｓ蛋白检测的优化参数（ｎ＝３）。

结论

世界卫生组织于２０２０年３月宣布的新冠肺炎大流行事件要求科学界做出巨大努力，包括开展研发ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２快速检测的研究活动。在此，研究人员开发了一种用于唾液中ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２检测的智能免疫传感器，通过结合使用ＭＢｓ作为免疫链的支持和基于碳黑的ＳＰＥｓ进行灵敏可靠的检测。分析时间（３０分钟）的灵敏度、准确度和选择性方面令人满意的分析特性、易用性以及对便携式仪器的要求推动了该生物传感器在ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２设备场景中获得相关应用前景。

ｈｔｔｐｓ：／／ｄｏｉ。ｏｒｇ／１０。１０１６／ｊ。ｂｉｏｓ。２０２０。１１２６８６。