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《哈工大团队开发高灵敏度检测设备可同时诊断多种疾病》

  • 来源专题：先进材料
  • 编译者： 李丹
  • 发布时间：2024-11-19

  • 转自全球技术地图

    据生辉11月16日消息，哈尔滨工业大学和哈尔滨医科大学的研究人员开发出一种紧凑且高灵敏度的光热逆转录酶-环介导等温扩增（RT-LAMP）芯片（SPRC），在实现多种疾病快速、灵敏检测的同时，有效降低了检测成本。该芯片利用自然光线驱动核酸扩增反应，无需外部电源，准确率和特异性高，在120个临床样本中SPRC的准确率达到95%，特异性超过97.5%。该设备为即时检验技术的发展提供了重要突破，将进一步改善疾病诊断现状。相关研究成果发表于Science Advances期刊。

  • 原文来源：https://mp.weixin.qq.com/s/VOufiwFU8L6w-mo7Spqh5w
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  • 《韩国标准与科学研究院（KRISS）研究团队开发超高灵敏度阿尔茨海默病诊断平台，突破早期检测瓶颈》
    • 来源专题：计量基标准与精密测量
    • 编译者：李晓萌
    • 发布时间：2025-07-31
    • 近日，韩国标准与科学研究院（KRISS）成功研发出一种新型诊断平台，通过将分子的固有光学信号放大数亿倍以上，能够精准检测并量化体液内极微量的阿尔茨海默病生物标志物。该技术仅需简单体液检测即可实现超高灵敏度、高可靠性的生物标志物定量分析，有望突破传统影像诊断的局限性，为阿尔茨海默病的早期诊断及治疗监测提供全新解决方案。 阿尔茨海默病是一种典型的神经退行性脑部疾病，随着脑神经细胞逐渐受损，患者的记忆力、思考能力等认知功能会逐步衰退。该病占全球痴呆病例的约60%-70%，虽然常见但目前尚无根治性治疗药物，因此早期诊断和持续管理至关重要。 目前阿尔茨海默病主要依靠PET、MRI等影像设备进行诊断，但存在明显局限性：每次检查费用高达100万韩元（约合人民币5300元）以上，且需要特殊医疗设施。更重要的是，只有当病情发展到一定阶段后才能通过影像观测发现，难以在发病初期进行检测。 相对简便的体液检测方式则因准确度不足，一直未能成为可靠的诊断方法。大脑中存在的淀粉样蛋白（Aβ42和Aβ40）是与阿尔茨海默病密切相关的生物标志物，通过检测体内这两种肽的含量并计算比值，即可早期诊断病情进展。然而传统酶联免疫吸附测定法（ELISA）的检测性能有限，难以同时精准检测血液、脑脊液等体液中极低浓度的这两种蛋白。 KRISS医疗融合测量团队成功开发出"基于表面增强拉曼光谱（SERS）的超高灵敏度多重定量检测平台"，其检测灵敏度较传统体液检测方法提升约10万倍以上，并能精确区分和定量检测多种生物标志物。SERS技术是一种通过金属纳米结构大幅放大分子与光相互作用产生的特征信号，从而实现对极微量分子精准检测的分析方法。 研究团队创新性地开发出具有向日葵状横截面的可识别多组分金纳米颗粒，该结构可在单个颗粒水平实现强且均匀的SERS信号检测。这一突破性设计克服了传统球形金纳米颗粒因颗粒间距导致的信号不均问题，通过在颗粒内部及表面形成高密度、均匀分布的信号放大位点，实现了单个纳米颗粒即可产生强而稳定的可重复信号。该技术不仅获得了与目标物质浓度呈优异线性关系的定量性能，还实现了不同目标物质的同步检测。 （注：该技术突破使阿尔茨海默病生物标志物检测限达到万亿分之一克级，为全球最灵敏的检测水平之一） 研究团队采用具有独特识别编码的多重检测SERS纳米颗粒，成功实现了对淀粉样蛋白Aβ42和Aβ40的超微量定量检测，灵敏度达到万亿分之一克以下水平（Aβ42：8.7×10-17g/mL；Aβ40：1.0×10-15g/mL）。这一成果在检测灵敏度和动态范围方面均达到国际领先水平，创下多重定量检测性能的世界纪录。 （注：该检测灵敏度相当于在标准游泳池体积的液体中检测出一粒盐的浓度水平） KRISS医疗融合测量团队负责人柳恩亚（译）研究员表示："此次开发的检测平台不仅成本低廉、适合大规模生产，还能灵活应用于多种生物标志物检测。该技术不仅适用于阿尔茨海默病，还可用于癌症、脑部疾病、传染病等多种疾病的早期快速体外诊断和监测，具有高度的通用性和商业化前景。" 该研究成果获得了韩国国家科学技术研究会"重大疾病非接触式系统开发项目"和KRISS基础研究项目的支持，并已发表于分析化学领域国际权威期刊《Biosensors & Bioelectronics》（影响因子：10.5）4月刊（DOI: 10.1016/j.bios.2025.117216）。 （注：该技术平台通过模块化设计可适配不同疾病标志物检测，单个检测成本预计仅为传统影像诊断的1/100）
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  • 《4分钟内出结果！复旦大学团队开发出新型超高灵敏度新冠检测设备》
    • 来源专题：生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者：hujm
    • 发布时间：2022-02-20
    • 当新冠病毒感染人体后，首先会在呼吸系统中进行繁殖。因此，通过聚合酶链式反应（PCR）检测采集自个体口咽或鼻咽拭子中的病毒核酸可以判断其是否感染了病毒。 众所周知，核酸检测是目前世界上检测新冠病毒的标准方法，但结果返回通常需要至少几个小时。由于具有高度传染性的新冠变异毒株导致病例呈指数级激增，一些国家在面对大规模核酸检测需求时压力骤增。因此，各国科学家们一直在努力开发新的检测方法以试图缩短这一过程所需的时间。 此前，雅培制药公司开发的ID NOW检测系统可以在13分钟内给出病毒检测结果，但它的假阴性率已经达到了48%，因此被认为检测结果不可靠。 近日，我国科学家可能已经找到了一个替代方案。 发表在生物工程领域顶刊《Nature Biomedical Engineering》（IF=25.671）上的一项新研究中，来自复旦大学刘云圻、魏大程和朱召芹领导的研究团队开发出一种基于微机电系统的超灵敏生物传感器，并将这种传感器集成在一个便携式设备中。通过微电子技术分析拭子中的遗传物质可以在不到4分钟的时间内检测到病毒的RNA。 研究团队表示，这种新方法不但检测速度快、具有超高的灵敏度，而且还操作简单，便于携带。因此，它可以应用在任何地方。 在测试新设备的实验中，研究人员测试了33个来自核酸检测呈阳性的新冠感染者的鼻咽拭子样本、23个来自发烧但核酸检测呈阴性的患者样本，以及来自健康志愿者的25个样本。所有临床样本均经过加热过程释放核酸，然后直接进行检测，无需核酸提取或扩增。 结果显示，新设备在约0.1-4分钟内检测到新冠病毒，与qRT-PCR检测结果完全一致。不但没有假阴性结果，而且还比传统核酸检测的速度快得多。 随后，研究人员还测试了该设备的灵敏度。他们使用病毒转运培养基连续稀释样本中提取的病毒核酸，然后通过qRT-PCR对其进行检测。在低浓度下，qRT-PCR检测已变得无能为力；而新设备在病毒转运培养基中浓度降至约0.02拷贝/μl时仍可以检测到病毒。 此外，研究人员还发现，该设备在临床样本中对非特异性结合有抗污染的作用。 研究人员表示，一旦开发成功，这种新设备可以在各种情况下使用，包括机场、诊所、当地急诊部门，甚至在家里。除了检测新冠病毒外，该设备也可以在几分钟内实现对其他疾病的超精确诊断，而无需通常需要数小时或数天的目标纯化、扩增或培养。
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