香港理大研發嶄新納米生物傳感器 快速檢測流感病毒

香港理大的研究人員以光學方法，研發出一種生物傳感器，類似磁石互相吸引的原理，連接著探針低聚核苷酸的上轉換粒子，和通過化學反應連接流感病毒低聚核苷酸的金納米粒子。

 

香港理大的研發采用一種名為上轉換發光共振能量轉移的光學檢測方法檢測病毒。這個光學方法步驟簡單，能夠將檢測所需的時間由傳統臨床的病毒檢測方法的一至 三天縮短至兩至三小時，比傳統方法快超過十倍。另外，每個樣本的檢測成本約為港幣二十元，低于傳統方法80%。除了流感病毒，這項技術更可應用于其他種類 的病毒檢測，促進低成本、高靈敏度、可針對不同病毒的快速測試的發展。

 

 

傳統的流感測試為生物檢測的方法，包括基因分析方法 -- 逆轉錄聚合酶鏈式反應（RT-PCR），和免疫力學中的酵素結合免疫吸附分析法（ELISA）。不過，RT-PCR成本高和耗時，而ELISA的靈敏度相對較低，難以用于前線和現場病毒檢測。以上的限制造就了理大研發以光學的方法檢測病毒的上轉換納米粒子生物傳感器。

 

香港理大的研究人員以光學方法，研發出一種生物傳感器，類似磁石互相吸引的原理，連接著探針低聚核苷酸（probe oligo）的上轉換粒子（upconversion nanoparticles），和通過化學反應連接流感病毒低聚核苷酸（flu virus oligo）的金納米粒子。由于上轉換粒子的探針低聚核苷酸（probe oligo）和金納米粒子的流感病毒低聚核苷酸（flu virus oligo）的DNA基對配合，兩者會像形狀相乎的磁石互相吸引。這個過程稱為低聚核苷酸的雜化（oligo hybridization）。當用近紅外激光照射上轉換粒子，它們會發出用肉眼可看見的綠光，同時，綠光亦會被金納米粒子所吸收。因此，我們可以憑綠光的減弱以識別病毒的存在。

 

香港理大的科研團隊以往采用上轉換發光共振能量轉移的光學檢測方法檢測病毒媒介為液體。為進一步增加其靈敏度，研究人員采用了固體的納米多孔氧化鋁膜（NAAO）系統作病毒檢測。由于納米多孔氧化鋁膜系統布滿很多空心的通道，有更多空間進行低聚核苷酸的雜化反應。因此，采用去活化的病毒樣本的臨床測試顯示，采用固體媒介比液體的靈敏度高出超過10倍。

 

香港理大的研發不但設計 和操作簡單，而且不需要昂貴的儀器和復雜的操作技能，而其靈敏度可以與傳統方法看齊。與傳統下轉換光學技術相比，它對基因物質的損害少，而且不會產生背景 螢光，影響檢測訊號。另外，由于每一種病毒都有獨特的基因排序，研究人員只要知道任何病毒的基因排序，便可以設計相應的DNA基對的連接探針。換言之，只要修改上轉換納米粒子的連接探針，上轉換發光共振能量轉移的光學檢測方法便能夠廣泛應用于其他不同種類的病毒檢測。

 

相關的學術論文最近已于兩本納米物料研究領域權威雜志ACS Nano 和Small中發表。在創新及科技支援計劃的支持下，研究團隊會繼續優化納米生物傳感器，包括提升其靈敏度和針對性，以及發展一個陣列用作同時檢測多種類型的流感病毒的平臺。