黑科技来袭！15分钟搞定！新型纳米探针让细菌无处遁形！
发布时间：2025-06-17 浏览次数：88 分享：
细菌感染的快速诊断对于有效治疗和控制疾病传播至关重要。然而，传统的细菌检测方法，如培养法和分子生物学方法，往往存在耗时长、操作复杂、难以同时检测多种细菌等局限性。免疫层析检测法（ICA）因其快速、便捷、适合现场检测等优点，近年来受到广泛关注。然而，传统的 ICA 方法在检测细菌时，灵敏度和特异性仍有待提高。因此，开发一种能够同时检测多种细菌且具有高灵敏度和特异性的检测方法，是当前研究的热点和难点。
近日，广东省人民医院顾兵教授联合王崇文副研究员及其团队等在Advanced Science（IF：14.3）发表题为“Electropositive Magnetic Fluorescent Nanoprobe-Mediated Immunochromatographic Assay for the Ultrasensitive and Simultaneous Detection of Bacteria”的研究性文章，首次阐明了无抗体电阳性纳米探针对细菌的广谱捕获和检测能力，构建了用于多种病原体同时诊断的超灵敏荧光ICA平台。
图1 文献基本信息
在该研究中， 作者设计了一种具有氨基嵌入二氧化硅壳层的磁性多层量子点纳米复合材料（MagMQD@Si+），可有效从溶液中富集细菌，具有高发光性，并降低试纸条上的背景信号，从而极大地提高了免疫层析技术对病原体检测的灵敏度和稳定性。基于MagMQD@Si+探针的多重ICA系统具有典型的捕获-检测两步系统，首先，将MagMQD@ Si+探针添加到测试样品中，通过正电探针和负电细菌细胞之间的静电相互作用实现细菌的广谱结合，并使用施加的磁场从溶液中快速富集。随后，用电泳缓冲液重悬收集的MagMQD@ Si+复合物，然后滴到 ICA 试纸条的样品垫上以开始免疫层析检测。作者对三种常见病原体——铜绿假单胞菌、肺炎链球菌和鼠伤寒沙门氏菌进行多重检测，该免疫层析法对这三种目标细菌具有高灵敏度（8-40个细胞/毫升）、良好的重现性（相对标准偏差<5.4%）和高特异性，检测时间仅需15分钟，证明了MagMQD@ Si+的免疫层析法的卓越性能。随后，作者通过对30份细菌性呼吸道感染患者的真实痰液样本进行检测，验证了该方法的临床实用性，结果显示基于MagMQD@S i+的免疫层析法作为一种用于快速、灵敏和超灵敏诊断细菌感染的强大检测工具，具有巨大潜力。
图2 基于无抗体纳米探针MagMQD@Si+的通用 ICA 平台的原理和工作流程
本研究开发的基于电正性磁性荧光纳米探针的免疫层析检测法，实现了对多种细菌的超灵敏、特异性和同时检测。该方法具有以下显著优势：
① 高灵敏度：检测限低至8 - 40个细胞/毫升，远低于传统方法。
② 快速检测：整个检测过程仅需15分钟，适合现场快速筛查。
③ 多重检测能力：能够同时检测多种细菌，提高了检测效率。
④ 高特异性：能够准确区分目标细菌和其他非目标细菌，避免误诊。
这项基于电正性磁性荧光纳米探针的免疫层析检测技术，为细菌检测领域带来了深远的启示。首先，它展示了纳米技术在生物医学中的巨大潜力，通过巧妙设计纳米探针的结构和功能，实现了对细菌的高效捕获和检测，这提示我们在面对复杂的生物医学问题时，跨学科的技术创新是关键。其次，该技术的快速检测能力（15分钟内完成）凸显了在疾病诊断中“时间就是生命”的重要性，快速诊断能够帮助医生及时采取治疗措施，减少误诊和漏诊的可能性，这对于公共卫生事件的应对也具有重要意义。此外，该技术能够同时检测多种细菌，为临床诊断提供了更全面的信息，这表明未来检测技术的发展方向应更加注重整合多种检测目标，提高检测效率。同时，该技术在临床样本检测中表现出色，与传统金标准方法高度一致，说明实验室研究与临床应用之间的转化是可行的，为更多创新技术的临床应用提供了信心。
这项研究不仅为细菌检测提供了一种高效、灵敏的新方法，也为未来生物医学检测技术的发展提供了宝贵的经验和启示。
参考文献：Jiaxuan Li, Zhengkang Li, Bingjie Wang, et al. Electropositive Magnetic Fluorescent Nanoprobe-Mediated Immunochromatographic Assay for the Ultrasensitive and Simultaneous Detection of Bacteria. Advanced Science. 2025, 12, 2412421; DOI: 10.1002/advs.202412421
来源：微生物安全与健康网，作者~陈富。
