寧波材料所在磷光微球探針及其急性心梗即時診斷應用方面取得進展
即時檢測（POCT）憑借低成本、便攜、可現(xiàn)場檢測和實時讀取結果等特點，在食品安全、環(huán)境監(jiān)測和臨床診斷等生命與公共衛(wèi)生安全領域獲得廣泛關注。紙基側流免疫層析（LFIA）已成為POCT的主流技術之一，其靈敏度與所使用的生物標記探針的物理化學性質密切相關。熒光即時檢測憑借高靈敏、穩(wěn)定信號輸出、可視化以及定量分析等優(yōu)勢，已逐漸成為LFIA的發(fā)展趨勢。然而，其面臨一個共性問題，即在紫外或藍光的激發(fā)下，不可避免地存在背景熒光和散射光干擾，導致信噪比顯著降低。因此，發(fā)展高信噪比發(fā)光探針是即時檢測面臨的重要挑戰(zhàn)。
磷光作為三重態(tài)發(fā)光，發(fā)射壽命長，其獨特的時間分辨特性可以完全避免上述熒光檢測存在的光學干擾，因此，磷光檢測具有極高的信噪比。然而，磷光易受水分子和溶解氧淬滅，難以應用于生物水相體系。中國科學院寧波材料技術與工程研究所基因診療材料團隊在前期固態(tài)室溫磷光碳納米點設計制備（Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 6216; Mater. Chem. Front., 2020, 4, 386.）以及碳基熒光微球探針與即時檢測應用（Anal. Chem.,2022, 94, 11514；Food Chem., 2023, 399, 133970.）研究的基礎上，進一步發(fā)現(xiàn)將碳納米點共價包埋于二氧化硅基質是實現(xiàn)水相磷光的有效策略（Chem. Mater, 2017, 29, 4866；Prog. Chem.，2023, 35, 263；Analyst, 2024, 149, 1473.）。然而，嚴重的硅交聯(lián)使得復合材料的尺寸形貌不可控，不能適用于抗體、核酸等生物分子標記。
近期，基于介孔硅納米孔道限域空間效應，團隊發(fā)展了硅烷原位水解共價包埋固定碳納米點三重態(tài)的合成新策略，突破了單分散、尺寸形貌均勻、碳納米點-介孔硅（CDs@DMSNs）水相室溫磷光微球的可控制備技術。該磷光微球發(fā)射壽命長（肉眼長達8 s），發(fā)光穩(wěn)定且無泄漏，表面功能基團豐富，是理想的生物標記探針。進一步，面向臨床急性心肌梗死（AMI）缺乏高靈敏、準確的即時診斷方法的迫切需求，基于免疫夾心原理，團隊建立了零背景可視化的磷光側流層析新方法（Phos-LFIA）及與智能手機集成的便攜式定量檢測系統(tǒng)，該方法及系統(tǒng)對心肌肌鈣蛋白I（cTnI）靶標的檢測靈敏度比商用膠體金試紙高84.2倍，成功應用于血清中cTnI的快速（＜15 min）定量檢測，臨床驗證結果表明Phos-LFIA具有優(yōu)異的分析性能（敏感性: 95.45%，特異性: 88.9%，一致性κappa 值：0.85）。該研究不僅為急性心梗的可視化、準確與即時診斷提供了新方法，也有望為即時檢測提供一種零光學背景、超高信噪比的生物標記微球探針。
????相關成果以“Zero Background Visualizing Phosphorescence Lateral Flow Immunoassay of Cardiac Troponin I for Rapid and Accurate Diagnosis of Myocardial Infarction”為題，發(fā)表在學術期刊Analytical Chemistry上（DOI: 10.1021/acs.analchem.4c06258）。寧波材料所2023級博士生宋慶煒與溫州醫(yī)科大學2021級聯(lián)培生廖子萱（澳門大學博士在讀）為共同第一作者，王宇輝副研究員、鄭建萍研究員為共同通訊作者，寧波大學附屬第一醫(yī)院檢驗科梁偉主任（共同通訊作者）團隊為本研究中血樣標本與臨床驗證給予大力支持。該研究獲得了國家自然科學基金面上項目（22474149）、國家重點研發(fā)計劃（2022YFF1202003）、福建省-中國科學院STS計劃配套項目（2023T3045）、浙江省自然科學基金（LY20B050003）、寧波市公益計劃重點項目（2023S006）的資助。
cTnI磷光可視化即時檢測平臺的構建與臨床評估
（先進診療材料與技術實驗室? 王宇輝）
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