5月12日，武漢大學(xué)病毒學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室徐可教授團(tuán)隊(duì)與華中科技大學(xué)劉歡教授團(tuán)隊(duì)、湖北省疾病預(yù)防控制中心蔡昆團(tuán)隊(duì)合作在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Viruses（《病毒》）發(fā)表論文，該文首次利用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“量子點(diǎn)-多肽”生物傳感技術(shù)，將生物信號(hào)直接轉(zhuǎn)化成光信號(hào)，開(kāi)發(fā)成一種新型SARS-CoV-2抗體快檢技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)快速（5分鐘）、智能（一步反應(yīng)）、高靈敏（抗體檢出下限100pM）、高準(zhǔn)確度（高達(dá)98.1%的抗體識(shí)別準(zhǔn)確率）、微量樣本（0.05 μL血清）的高通量抗體檢測(cè)。

檢測(cè)人群中抗SARS-CoV-2抗體陽(yáng)性率有助于評(píng)估群體免疫水平，為疫苗分配和疫情防控策略提供參考。目前，檢測(cè)血清抗體水平的主要方法是酶聯(lián)免疫吸附（ELISA）方法，該方法以SARS-CoV-2刺突糖蛋白（Spike glycoprotein，S）或核衣殼蛋白（Nucleocapsidprotein，N）作為抗原，通過(guò)多步抗原抗體反應(yīng)以及顯色反應(yīng)測(cè)定抗體水平，是一種耗時(shí)長(zhǎng)、高度依賴專業(yè)設(shè)備和人員的檢測(cè)方法，限制了血清學(xué)檢測(cè)的大規(guī)模普及。同時(shí)，由于新冠病毒的S蛋白和N蛋白與其他常見(jiàn)人患冠狀病毒存在一定的同源性，導(dǎo)致ELISA檢測(cè)方法容易發(fā)生交叉反應(yīng)造成假陽(yáng)性。因此，急需開(kāi)發(fā)出一種快速、特異、靈敏、高通量的SARS-CoV-2血清學(xué)檢測(cè)方法。

該論文題為“B-cell-epitope-based fluorescent quantum dot biosensors for SARS-CoV-2 enable highly sensitive COVID-19 antibody detection”的研究論文。研究團(tuán)隊(duì)將CdSe-ZnS熒光量子點(diǎn)偶聯(lián)SARS-CoV-2蛋白高特異性B細(xì)胞表位多肽，構(gòu)成了納米尺度的生物傳感元件。與全長(zhǎng)蛋白相比，抗原多肽的B細(xì)胞表位是抗體識(shí)別的基本單元，可精準(zhǔn)靶向病毒種屬特異的識(shí)別表位，放大抗體檢測(cè)信號(hào)，有效避免交叉反應(yīng)，提高抗體檢測(cè)的特異性。

量子點(diǎn)是一種量子效率高、光化學(xué)穩(wěn)定性好、熒光特性可控的無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米材料，比表面積大并且具有大量懸掛鍵，吸附活性位點(diǎn)豐富，易與生物分子通過(guò)配位鍵直接偶聯(lián)，使其成為適配各種底物的載體。熒光量子點(diǎn)和多肽可以在納米尺度上相互匹配，在無(wú)需添加二抗的情況下，將生物學(xué)信號(hào)直接轉(zhuǎn)變?yōu)榱孔狱c(diǎn)材料的光學(xué)信號(hào)（圖1）。

圖1

該光學(xué)原理的生物傳感檢測(cè)時(shí)長(zhǎng)僅為5分鐘，通過(guò)熒光淬滅率定量反映抗體滴度，即通過(guò)量子點(diǎn)材料與生物分子的作用，引起量子點(diǎn)熒光強(qiáng)度發(fā)生改變，將抗原抗體特異性結(jié)合反應(yīng)轉(zhuǎn)換為光學(xué)信號(hào)（圖2）。該傳感技術(shù)檢測(cè)SARS-CoV-2抗體的濃度極限為100pM，且與其他常見(jiàn)人患冠狀病毒商品化抗體無(wú)交叉反應(yīng)。在207例新冠感染的康復(fù)病人血清檢測(cè)中，獲得了高達(dá)92.3-98.1%的抗體檢出率，遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)全蛋白ELISA方法，并表現(xiàn)出更高的均一化檢測(cè)結(jié)果（圖3）。

圖2

圖3

目前，團(tuán)隊(duì)正在開(kāi)發(fā)基于該技術(shù)的原型產(chǎn)品，以期應(yīng)用于各種床旁的抗體檢測(cè)。

武漢大學(xué)病毒學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室徐可教授、華中科技大學(xué)光電學(xué)院劉歡教授為該文共同通訊作者。武漢大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院鄭雨澄、宋坤、唐笛霄，湖北省疾病預(yù)防控制中心蔡昆、劉琳琳，華中科技大學(xué)光電學(xué)院龍文博、翟博慧為共同第一作者。該研究得到武漢大學(xué)病毒學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室藍(lán)柯教授、陳宇教授、劉映樂(lè)教授的技術(shù)支持，并獲得華中科技大學(xué)新冠科技攻關(guān)項(xiàng)目、華中科技大學(xué)前沿團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目、武漢大學(xué)病毒學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)支持。項(xiàng)目相關(guān)技術(shù)已獲得國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)。(來(lái)源：武漢大學(xué)）