苏州医工所韩坤课题组在丙型肝炎病毒检测方面取得系列进展

作者:李夷飞 时间:2022-05-16

  丙型肝炎病毒(HCV)是一种正链RNA病毒,属于黄病毒科。HCV感染大多数早期无明显症状,长期感染可发展为肝纤维化、肝硬化,甚至发展为肝癌,严重危及患者生命健康。在临床诊断方面,抗体血清学检测和实时荧光定量PCR检测被认为是诊断HCV感染的金标准。由于检测方法的限制,抗体血清学无法对处于感染窗口期的丙肝病毒进行检测。实时荧光定量PCR由于操作相对繁琐、人员专业化程度要求高和设备昂贵等因素,极大地限制了丙肝病毒早期诊断的应用推广。因此,建立一种灵敏度高、特异性强的HCV RNA检测新方法,对丙肝病毒早期诊断具有重要意义。 

  为获得更为直观的检测方式,尽可能摆脱传统检测手段的诸多限制,中科院苏州医工所韩坤课题组以石墨烯量子点/银纳米颗粒复合物为基础,设计了可视化的HCV检测新方法。在室温条件下,通过原位生长的方式制备石墨烯量子点/银纳米颗粒复合物,该复合物既解决了银纳米颗粒的易团聚的问题,又可作为显色基底实现直观的信号输出。当有靶标HCV RNA存在时,通过DNA行走策略,触发催化发卡环自组装反应,可将葡萄糖氧化酶偶联至发卡环末端。葡萄糖氧化酶可催化产生过氧化氢,将淡黄色的石墨烯量子点/银纳米颗粒复合物转化为无色透明。该策略在HCV RNA检测时,检测限低至24.84 pM,在HCV RNA的早期诊断方面具有潜在应用。 

 图:基于分子自组装和石墨烯量子点/银纳米颗粒复合物的HCV RNA的可视化检测方法 

  该研究成果“A visual method for determination of hepatitis C virus RNAs based on a 3D nanocomposite prepared from graphene quantum dots”发表在一区杂志Analytica Chimica Acta上((2022), 1203, 339693),李夷飞为第一作者,韩坤研究员和苏州大学附属第一医院陈祖涛主任为共同通讯作者。

    论文链接:https://doi.org/10.1016/j.aca.2022.339693 

  该项工作得到国家自然科学基金(31500805)、中国科学院青年创新促进会(2015261)、“江苏省333高层次人才培养工程”和苏州市科技计划项目(SYG201508)等项目的经费支持。 

  此外,围绕HCV的窗口期诊断的需求,团队前期将碳基纳米材料的特殊性能和生物传感策略有机结合,发展了多种基于碳基纳米材料的HCV核酸的检测方法。如:基于氧化石墨烯对单链DNA和双链DNA吸附力的显著差异,构建了一种核酸辅助的磁性石墨烯与铜纳米颗粒的纳米复合物体系,实现HCV亚型核酸的电化学灵敏检测。基于葫芦脲[7]和亚甲基蓝的主客体作用以及核酸外切酶III的信号放大,进一步降低检测限。 

  上述方法为HCV的早期诊断提供了新思路,下一步该团队将进一步提高检测结果的灵敏性和稳定性,推动该技术在丙型肝炎的早期诊断和筛查中的转化应用。 

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