新冠病毒N蛋白检测有了新方法
[转自启明星通讯小报-21.8期]
近期，两位2019级星友——上海理工大学冯吉军教授与上海交通大学医学院贾浩副研究员，合作报道了一种检测新型冠状病毒核衣壳（N）蛋白的创新方法，该方法将氧化石墨烯（GO）与能够特异性识别SARS-CoV-2 N蛋白的DNA/RNA核酸适配体包覆微型光纤作为传感器系统，有助于新冠病毒蛋白的快速灵敏检测。相关工2021年5月发表在国际知名期刊《Lab on a Chip》杂志。
高传染性冠状病毒COVID-19在全球范围内广泛传播，对人类的健康造成了持续而深刻的影响。阻止冠状病毒肆虐最有效的方法就是开发一套快速、精确的检测方法。目前SARS-CoV-2检测主要是核酸、抗体检测，但这两种方法存在时效长、可用性差、社区医院缺乏PCR基础设施来适应高样本量、无法识别先前感染等局限性。因此，科研人员一直在寻找更简单有效的检测方法。
在2019年的启明星颁证交流会上，冯吉军和贾浩两位星友首次结识后就形成了合作意向并多次互访交流。2021年初新冠病毒肆虐全球，这也为两位星友医工交叉的合作提供了研究方向。贾浩研究组找到了可以特异性识别SARS-CoV-2 N蛋白的DNA和RNA核酸适配体。但是此发现并不能直接应用于新冠蛋白的检测，而冯吉军课题组在集成光波导方向具有丰富的研究经验。两位星友在深入了解了对方的研究积累和所长后，双方商定在上理工的实验室里建科研攻关小组。
经过多次沟通交流双方达成利用锥形光纤孵育适体检测新型冠状病毒N蛋白的攻关目标。其后的探索之路并非一帆风顺，实验过程中遇到了各种各样的问题，比如普通的锥形光纤对DNA/RNA适配体捕捉效果并不好，在充分调研和讨论后，联合课题组确定了对锥形光纤进行改性，利用氧化石墨烯增敏界面加强对DNA/RNA适配体的捕捉，这一改进提高了灵敏度，并降低了检测极限。课题推进期间，由于学校对疫情的管控要求，课题组成员不方便见面讨论，就每隔一段时间，课题成员会将实验中遇到的问题和每个阶段获得的结果以PPT的形式发至微信群中作讨论和修改。双方成员夜以继日，仅用半年的时间就开发出了一套快速、准确的检测方法。
该研究主要是通过在GO包覆的光纤上孵育核酸适配体实现了对新冠病毒N蛋白的检测，该方法具有超低检测限，最低检测极限可以达到6.25×10-19 M，比传统临床检测极限（ng/mL-μg/mL）有了极大提高，可用于新冠病毒的现场实时超灵敏检测，对疫情防控具有重要意义。研究人员使用该传感器检测胎牛血清样品中混合的N蛋白。结果表明，该生物传感器能在3分钟内快速有效地检测复杂样品基质中的N蛋白（1×10-9M）。这种细胞外检测方法可以避免细胞侵袭和细胞毒性，可用于快速排除阴性感染者，它将极大缩短检测时间，节省了人力物力等资源。
本项研究成果有赖于启明星协会提供的宝贵平台，为星友间医工交叉合作提供了又一个可借鉴的案例。本工作的其他合作者还包括上海理工大学研究生张傲，上海交通大学陶生策教授、侯照远教授，研究生杨于权、崔雅琦，江何伟博士、徐见容博士，上海理工大学张大伟教授，华东师范大学曾和平教授。该工作并得到国家自然科学基金、上海市启明星计划、上海市自然科学基金和东方学者特聘教授计划的支持。（张傲、贾浩）
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