亞利桑那州立大學（Arizona State University）研究團隊近日研發(fā)出一款全新診斷工具——納米顆粒支持的快速電子檢測系統(tǒng)（NasRED, Nanoparticle-Supported Rapid Electronic Detection），有望徹底改變新冠、埃博拉、艾滋病、萊姆病等傳染病的檢測方式。該方法僅需一滴血、成本約2美元、15分鐘即可出結(jié)果，并且準確度媲美甚至超越實驗室檢測。相關(guān)成果已發(fā)表在《ACS Nano》期刊。

低成本高靈敏度，適用于全球多場景

與現(xiàn)有的PCR或ELISA檢測相比，NasRED無需昂貴設(shè)備和專業(yè)培訓(xùn)，即可在偏遠鄉(xiāng)村診所或大型城市醫(yī)院直接使用。該設(shè)備將快速檢測的便捷性與實驗室級別的靈敏度結(jié)合在一起。
“我們做到了快速抗原檢測的速度和易用性，同時靈敏度甚至優(yōu)于實驗室檢測，這非常難得?！毖芯控撠熑送醭–hao Wang）教授表示。

應(yīng)對傳染病蔓延的“利器”

全球每年因傳染病導(dǎo)致的死亡人數(shù)超過1000萬例，其中低收入國家受影響最為嚴重。而診斷延遲或錯誤每年在美國 alone 就導(dǎo)致近80萬人死亡或致殘。昂貴的檢測、專業(yè)人員短缺以及耗時的流程，常常讓早期干預(yù)的機會流失。
NasRED便攜、廉價且易用，能讓一線醫(yī)護在最短時間內(nèi)鎖定病原，從而在疫情擴散前采取措施。

“納米金”是核心

NasRED的核心是經(jīng)過功能化修飾的納米金顆粒。研究人員將其表面包裹上特異性分子：

• 一部分攜帶抗體，可精準捕獲由病毒或細菌釋放的蛋白；

• 另一部分攜帶抗原，可吸附人體在感染時產(chǎn)生的抗體。

檢測過程只需加入血液、唾液或鼻液等微量樣本。如果存在病原，納米顆粒會沉降到底部，使上層液體更清澈；LED光束穿透液體時的光強變化，即可由定制的電子探測器讀取，幾秒內(nèi)完成信號分析。

靈敏度提升至“阿托摩爾”級別

實驗顯示，NasRED比ELISA靈敏約3000倍，樣本需求減少16倍，檢測速度快約30倍，最低可檢測到阿托摩爾（attomolar）級別的目標分子——相當于在20個奧運泳池的水中發(fā)現(xiàn)一滴墨水。
目前，NasRED已在埃博拉、新冠病毒顆粒、志賀毒素大腸桿菌、阿爾茨海默病相關(guān)蛋白、萊姆病以及非洲豬瘟等方面展示了適配性。

未來可擴展到家庭檢測與腫瘤早篩

團隊正致力于進一步小型化和自動化，未來或可發(fā)展成家庭自測工具，且靈敏度和適用范圍將遠超現(xiàn)有家用檢測盒。其潛力不僅限于傳染病，還可能覆蓋癌癥早篩、慢病實時監(jiān)測、公共衛(wèi)生威脅的快速預(yù)警等領(lǐng)域。

王超教授近期獲得“Bay Area Lyme Foundation Emerging Leader Award”，計劃利用該技術(shù)實現(xiàn)萊姆病的早期精準檢測。

這項技術(shù)的出現(xiàn)，有望在全球范圍內(nèi)大幅縮短診斷時間、降低檢測成本，并提升早期干預(yù)的可能性，真正成為公共衛(wèi)生領(lǐng)域的“游戲規(guī)則改變者”。

參考文獻：Yeji Choi et al, Nanoparticle-Supported, Rapid, and Electronic Detection of SARS-CoV-2 Antibodies and Antigens at the Subfemtomolar Level,?ACS Nano?(2025).?DOI: 10.1021/acsnano.5c12083

編輯：周敏

排版：李麗