近日，广东省人民医院检验科顾兵、汪崇文研究员团队在感染性疾病即时检测（POCT）技术研发领域取得新进展，先后在分析化学领域权威期刊《Analytical Chemistry》和《ACS Applied Materials & Interfaces》发表两项研究成果。相关研究基于原创磁性超敏免疫层析技术，旨在解决复杂临床及环境样本中痕量病原体快速检测的技术难题。

微生物培养、PCR和ELISA等常用临床及公共卫生检测方法虽具有较高准确性，但普遍存在检测周期长、依赖大型仪器设备、操作流程复杂及现场适用性受限等问题。而免疫层析试纸条虽具备便捷、快速的优势，但在复杂样本检测准确性、灵敏度、动态范围及多病原体同步筛查能力方面仍存在显著局限。

针对上述问题，团队持续推进纳米功能材料与免疫层析技术的交叉融合，围绕“精准识别-高效富集-信号放大”的设计策略，面向新发突发病原体及胃肠道感染病原体的多场景检测需求，研发了两类高灵敏POCT技术与试剂体系。相关技术在灵敏度、动态范围及复杂样本适配性等方面实现突破，可为临床诊疗和公共卫生监测提供新的技术支撑。

— 技术一 —

仿冠状病毒刺突结构磁性纳米酶免疫层析技术，实现新发突发病毒“快筛-超敏”双模式检测

针对新发突发病毒在环境及临床样本中丰度低、基质复杂，以及现场快速筛查与实验室超灵敏定量难以兼顾等问题，团队受冠状病毒表面刺突蛋白结构启发，构建了冠状结构磁性纳米酶（CSMN）。该纳米探针通过仿生模拟刺突状表面结构，在单一体系中集成磁性富集、高密度催化位点及协同增强的类过氧化物酶活性，对目标病毒抗原的捕获效率可达93%以上。

基于CSMN探针，团队建立了“直接检测-磁富集检测”双模式策略。直接检测模式可在12分钟内完成，适用于居家自检及大规模现场筛查；磁富集模式可在20分钟内完成，检测灵敏度进一步提高8.6–16.2倍，动态范围拓宽至6个数量级（0.0012–1000 ng/mL），并可有效缓解钩状效应。

在磁富集模式下，该平台对新冠病毒和猴痘病毒的检测限分别低至1.2 pg/mL和2.6 pg/mL，较传统胶体金免疫层析提高约1000–4000倍，较ELISA提高约31–64倍；总体检测时间约为qPCR和ELISA的六分之一。经117例临床咽拭子样本验证，该平台富集模式的灵敏度和特异性与qPCR结果基本一致。

相关研究以题为《Corona-Structured Magnetic Nanozymes Enable Dual-Mode Immunochromatographic Analysis for Flexible and Ultrasensitive Detection of Emerging Viruses》的论文发表于《Analytical Chemistry》。陆美柔、李佳璇、贾雪为共同第一作者，汪崇文研究员、陈杰荣副研究员和顾兵主任为共同通讯作者。

论文网址：

— 技术二—

比色-催化-SERS三模态免疫层析技术，实现胃肠道感染病原体同步精准检测

针对临床粪便样本基质复杂、细菌与病毒抗原性质差异显著，以及病原体浓度跨度大等难题，团队研发了兼具“磁富集-催化放大-SERS增强”功能的磁性SERS纳米酶探针（MagTPI@AuNS）。该探针以200 nm Fe₃O₄为磁性核心，以聚乙烯亚胺（PEI）为连接剂，通过静电层层自组装依次包覆三层双金属Pt@Ir纳米酶颗粒（约3 nm）及一层40 nm金纳米星（AuNS）壳层，在单一纳米探针中集成了强磁响应、类过氧化物酶催化活性和SERS增强性能。

金纳米星壳层可产生丰富的SERS“热点”，并提升磁性标签对病原体的捕获能力。该探针对大肠杆菌O157和诺如病毒的捕获效率分别达90.13%和92.86%。此外，团队开发了多维特征融合神经网络算法（MDF-Net），融合二阶波形、峰强度和噪声基线等特征，构建兼具物理可解释性与小样本学习能力的智能定量模型，以解决SERS信号的非线性定量偏差问题。在仅35组样本的训练条件下，该模型对大肠杆菌O157和诺如病毒的预测决定系数 R2 分别达到0.986和0.991。

基于该探针构建的三模态免疫层析平台，可在20分钟内完成大肠杆菌O157和诺如病毒的同步检测。在比色模式下，两种病原体的目视检出限分别为5×103 CFU/mL和0.05 ng/mL；经额外2分钟底物催化后，催化增强模式的检出限降低100倍，分别达到50 CFU/mL和0.0005 ng/mL；在SERS模式下，检出限进一步降至8 CFU/mL和0.11 pg/mL，较比色模式的灵敏度分别提高625倍和455倍。

经116例临床粪便样本验证，该平台检测结果与qPCR具有高度一致性。SERS模式下，诺如病毒和大肠杆菌O157的检测灵敏度分别为98.41%和100%，特异性均为100%。该平台遵循“一份样本、三种场景”的设计理念，将家庭自测、社区筛查和实验室精准诊断整合于同一检测体系，为胃肠道感染在不同层级医疗场景中的快速筛查与精准诊断提供了灵活、可及的技术方案。

相关研究以《Colorimetric-Catalytic-SERS Trimodal Immunochromatographic Assay for Multi-Scenario Monitoring of Gastrointestinal Infections》发表于《ACS Applied Materials & Interfaces》，并已申请国家发明专利1项。李佳璇、杨兴胜、陆美柔为共同第一作者，郑帅、汪崇文、罗晓成和顾兵主任为共同通讯作者。

论文网址：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.6c07352

上述两项技术具有良好的通用性，可通过替换相应的标记抗体和检测抗体，拓展用于其他临床重要病原体的快速、高灵敏检测，展现出较好的临床转化潜力。此外，相关技术进一步拓展了POCT的应用边界，使其可由胃肠道和呼吸道等感染性疾病诊断延伸至环境安全监测领域，为构建覆盖临床诊疗与公共卫生监测的多场景快速检测体系提供技术基础，并可为公共卫生安全防护提供有效补充。