血液中蛋白质检测被广泛应用于疾病的诊断与治疗。酶联免疫吸附法、蛋白印迹法等测试技术是实验室中蛋白质检测的标准方法,然而这些测试技术检测时间长,需要专业的检测人员在实验室环境中通过复杂的检测设备完成检测,并且测试昂贵。因此开发即时检测工具(point-of-caretesting(POCT)devices)有望突破检测环境的限制,实现快速、廉价、简单地蛋白质检测。其中,侧流层析试纸条(paperlateralflowstrips)生产成本低,使用简便,能够快速显示测试结果,可用便携式仪器即时读取结果,成为最有前景的即时检测工具之一。然而由于全血样品中的红细胞会将纸条染成红色,干扰检测结果,此外血液中的黄疸、溶血酶等物质会自动产生荧光,严重影响检测灵敏度。因此,传统的侧流层析试纸条在检测痕量生物标记物之前,需要血液预处理,利用离心、电渗流、介电泳和磁珠分离等方法从全血中分离出血浆,再检测,这些复杂的预处理方法依然需要专业人员与大型实验设备,无法真正满足即时检测的要求。图1.带有血浆分离功能的侧流层析试纸条制备及检查测示意图,图片来源:Anal.Chem.为了解决这些问题,马萨诸塞大学阿默斯特分校(UniversityofMassachusettsAmherst)的吴年强团队报道了一种集成血浆分离功能与表面拉曼增强探针(surface-enhancedRamanscattering,SERS)的侧流层析试纸条,仅需要一滴(30μL)全血,便能直接检蛋白质标记物。该团队用此方法检测了癌胚抗原(carcinoembryonicantigen,CEA)。如图1所示,基于盐促红细胞聚集的原理,开发了血浆分离单元。该单元由三层滤膜堆叠组成,第一层经氯化钠处理,在溶液状态下,氯化钠能够屏蔽红细胞表面的电荷,使细胞皱缩、聚集,从而无法穿过纤维膜;而血浆在毛细力的作用下穿过纤维膜到达第二层;第二层滤膜经表面活性剂处理,促进了血浆流动;进入第三层滤膜后,由于氯化钠的作用,血液中残余的红细胞进一步被吸附,最终实现血浆分离。此外,为了避免溶液中氯化钠引起的金纳米拉曼探针的聚集,该课题组制备了具有三明治结构的纳米粒子作为表面拉曼增强探针,即星形金纳米粒子拉曼信号分子二氧化硅(goldnanostarRamanReportersilica-sandwichednanoparticles,AuMBASilica)纳米结构。外层的二氧化硅能够屏蔽外界高浓度离子的影响,并且有效避免全血中其他生物分子的干扰,提高检测灵敏度。进一步在SERS探针上修饰羧酸基团,并通过与氨基反应制备带有检测抗体的拉曼探针。图2.(a)带有血浆分离功能的侧流层析试纸条检测全血中不同浓度CEA后的光学照片对比图;(b)各浓度检测后测试纸的SERS谱图;(c)定量曲线;图片来源:Anal.Chem.血浆分离之后,血浆流入抗体结合区,血浆中的目标蛋白(如CEA)与带有检测抗体的拉曼探针结合后,继续流入由纤维素膜中的检测区,被特异性抗体捕捉,随后利用便携式拉曼谱仪定量检测表面拉曼增强信号强度。该试纸实现了5.0-.0ng/mL浓度范围的CEA全血检测,且其检测限低至1.0ng/mL。此外,由于所制备的SERS探针的稳定性,检测后的测试纸在4℃下存放30天后,SERS信号强度没有发生明显变化。综上所述,自带血浆分离功能的侧流层析试纸条能够在无任何血液预处理情况下实现现场即时指尖采血、全血检测,突破了以往全血检测的技术瓶颈;并且通过改变抗体种类,这项测试技术可用于其他蛋白质及毒物的检测,为癌症、冠状病毒、艾滋病等疾病提供了在家里、诊所及其它现场、快速简便的通用型检测方法。这一成果近期发表在AnalyticalChemistry上。原文(扫描或长按