江蘇
近日，東南大學附屬中大醫院醫學檢驗科主任吳國球教授團隊，在國際傳感與分析領域權威期刊《Sensors and Actuators B: Chemical》（中科院一區TOP期刊、JCR Q1）發表了題為“An Integrated Detection Platform for Phosphorylated Tau-181: Combining Magnetic Purification with Low-Background Nucleic Acid Cascade Reactions”的創新性研究成果。該研究延續團隊在低背景核酸自組裝方面的研究基礎，進一步實現了從核酸靶標檢測到蛋白信號轉換、從理想反應體系到復雜臨床樣本分析的方法學推進。東南大學醫學院檢驗系博士研究生王繼瑋為論文第一作者，東南大學附屬中大醫院醫學檢驗科主任吳國球教授為通訊作者。
據介紹，催化發卡組裝（catalytic hairpin assembly，CHA）具有無酶、等溫、可編程等優勢，是構建便攜式分子檢測平臺的重要工具。然而，CHA在實際應用中仍面臨發卡探針背景泄漏、液相試劑穩定性不足以及復雜樣本基質抑制等問題。團隊前期圍繞CHA的實際應用，建立了集結構化靶標解蔽、發卡探針低背景凍干穩定化和側向流讀出于一體的檢測方法，為CHA探針的預制化和即用型檢測奠定了基礎。在此基礎上，該研究進一步關注兩個方法學問題：如何使前期建立的凍干CHA模塊適用于非核酸靶標檢測，以及如何降低復雜臨床樣本對核酸級聯反應的干擾。
圖1：Dz@FABIL平臺檢測原理示意圖
研究團隊構建了Dz@FABIL一體化檢測平臺，將靶標識別與核酸信號轉換、磁性分離純化、低背景凍干CHA及側向流讀出進行模塊化整合。首先，平臺利用適配體調控的DNAzyme開關識別蛋白靶標。靶蛋白與適配體結合后，恢復DNAzyme的催化活性并進一步切割底物鏈，釋放可觸發凍干CHA模塊的核酸序列。從而將蛋白識別事件轉換為可被CHA放大的標準核酸信號。隨后，團隊在信號轉換與CHA放大之間引入磁性分離步驟，將產生的核酸觸發鏈與樣本中的蛋白質、鹽離子及其他干擾成分進行物理隔離。純化后的核酸觸發鏈進入前期建立的FABIL凍干CHA模塊，啟動催化發卡自組裝并產生大量雙標記核酸產物，最終分別通過比色側向流試紙和時間分辨熒光側向流試紙完成可視化或定量檢測。
圖2：Dz@FABIL平臺聯合比色側向層析（CLF）系統的檢測性能評估
研究以P-Tau-181作為模型蛋白靶標，對平臺的信號轉換、磁性純化、低背景放大及側向流讀出性能進行了系統驗證。結果表明，未經純化的核酸級聯體系容易受到樣本基質影響，表現出背景升高和信號波動；引入磁性分離后，基質對DNAzyme及后續CHA反應的抑制明顯減弱，檢測背景和結果離散程度得到改善，檢測結果與參考方法的一致性進一步提高。
據悉，該研究延續了團隊在低背景核酸自組裝方面的系列工作，實現了從“解決催化發卡探針背景泄漏與儲存穩定性”到“降低復雜臨床樣本基質干擾”、從“核酸靶標檢測”到“蛋白標志物檢測”的進一步拓展，為核酸自組裝技術在臨床檢驗和即時檢測中的進一步應用提供了新的思路。（通訊員 趙峰峰 編輯 崔玉艷 校對 蔡逸秋 編審 程守勤）
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