5月12日，武漢大學(xué)病毒學(xué)國家重點實驗室徐可教授團隊與華中科技大學(xué)劉歡教授團隊、湖北省疾病預(yù)防控制中心蔡昆團隊合作在國際學(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產(chǎn)權(quán)的“量子點-多肽”生物傳感技術(shù)，將生物信號直接轉(zhuǎn)化成光信號，開發(fā)成一種新型SARS-CoV-2抗體快檢技術(shù)，可以實現(xiàn)快速（5分鐘）、智能（一步反應(yīng)）、高靈敏（抗體檢出下限100pM）、高準確度（高達98.1%的抗體識別準確率）、微量樣本（0.05 μL血清）的高通量抗體檢測。

檢測人群中抗SARS-CoV-2抗體陽性率有助于評估群體免疫水平，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，通過多步抗原抗體反應(yīng)以及顯色反應(yīng)測定抗體水平，是一種耗時長、高度依賴專業(yè)設(shè)備和人員的檢測方法，限制了血清學(xué)檢測的大規(guī)模普及。同時，由于新冠病毒的S蛋白和N蛋白與其他常見人患冠狀病毒存在一定的同源性，導(dǎo)致ELISA檢測方法容易發(fā)生交叉反應(yīng)造成假陽性。因此，急需開發(fā)出一種快速、特異、靈敏、高通量的SARS-CoV-2血清學(xué)檢測方法。

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。研究團隊將CdSe-ZnS熒光量子點偶聯(lián)SARS-CoV-2蛋白高特異性B細胞表位多肽，構(gòu)成了納米尺度的生物傳感元件。與全長蛋白相比，抗原多肽的B細胞表位是抗體識別的基本單元，可精準靶向病毒種屬特異的識別表位，放大抗體檢測信號，有效避免交叉反應(yīng)，提高抗體檢測的特異性。

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

圖1

該光學(xué)原理的生物傳感檢測時長僅為5分鐘，通過熒光淬滅率定量反映抗體滴度，即通過量子點材料與生物分子的作用，引起量子點熒光強度發(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（圖2）。該傳感技術(shù)檢測SARS-CoV-2抗體的濃度極限為100pM，且與其他常見人患冠狀病毒商品化抗體無交叉反應(yīng)。在207例新冠感染的康復(fù)病人血清檢測中，獲得了高達92.3-98.1%的抗體檢出率，遠大于傳統(tǒng)全蛋白ELISA方法，并表現(xiàn)出更高的均一化檢測結(jié)果（圖3）。

圖2

圖3

目前，團隊正在開發(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。

武漢大學(xué)病毒學(xué)國家重點實驗室徐可教授、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)國家重點實驗室藍柯教授、陳宇教授、劉映樂教授的技術(shù)支持，并獲得華中科技大學(xué)新冠科技攻關(guān)項目、華中科技大學(xué)前沿團隊項目、武漢大學(xué)病毒學(xué)國家重點實驗室開放課題項目的經(jīng)費支持。項目相關(guān)技術(shù)已獲得國家發(fā)明專利授權(quán)。(來源：武漢大學(xué)）