基于铜纳米簇敏化的过滤浓缩策略，实现快速且超高灵敏度的肉眼可见的病原体比色检测

《Analytical Chemistry》：The Cu Nanocluster-Sensitized and Filter-Concentrated Strategy for Rapid and Ultrasensitive Naked-Eyed Colorimetric Detection of Pathogens

该研究开发了一种结合aptamer-poly-T DNA链和尺寸排他性过滤的快速诊断技术，可在20分钟内通过肉眼检测低丰度病原体，灵敏度达10,000倍，检测限10颗粒/μL，适用于血清和外泌体等生物颗粒，单次成本低于1美元，为资源有限地区提供高效、经济的病原体筛查方案。

　　

在资源有限的环境中，对快速、低成本的病原体检测方法存在迫切需求，这推动了能够兼顾灵敏度、特异性、简便性和成本要求的即时检测技术的发展。本文介绍了一种生物传感平台，该平台通过结合适配体与多聚T DNA链来实现铜纳米簇（Cu NCs）在目标病原体上的快速吸附，并利用尺寸排阻过滤技术将病原体浓缩到膜上，从而能够在20分钟内用肉眼实现低浓度病原体的超灵敏检测。适配体结构能够实现针对特定病原体的识别（通过沙门氏菌和SARS-CoV-2伪病毒进行了验证），而多聚T DNA链则有助于Cu NCs快速（<5分钟）吸附到目标病原体上。标记有Cu NCs的目标病原体会被浓缩在膜上，而体积较大的干扰物质（如盐类、蛋白质）以及未结合的病原体会因体积较大而被从膜上洗掉。Cu NCs能够高效释放数千个Cu²⁺离子，在TEA（三乙醇胺）存在下使膜产生明显的颜色变化，其灵敏度比胶体金检测方法高出10,000倍。这种级联机制使得未稀释血清中的检测限可达到10个病原体/μL。该传感平台也可用于其他生物颗粒（如外泌体，作为癌症生物标志物），且成本较低（每次检测成本<1美元）。通过将分子特异性与现场可部署的稳健性相结合，这项技术为应对新兴的细菌或病毒威胁提供了全新的分布式检测方案，具有推动流行病监测和精准公共卫生干预的潜力。