PolyAn NeutrAvidin中性亲和素（Neutravidin）修饰玻片用于开发病毒核酸高灵敏检测方法

2026-06-18 17:35:21, 环亚生物环亚生物科技有限公司

研究目的

随着新发、再发病毒性疾病（如新冠）对公共卫生安全威胁的加剧，开发精准、快速、高灵敏的核酸检测方法，成为临床与科研急需解决的难题。金标准的核酸扩增检测（如 RT-PCR），存在引物设计复杂、假阴性风险高、操作繁琐等局限。

表面增强拉曼散射（SERS）具备超高灵敏度、抗光漂白、可多组分检测等优势，适合生物分子分析；但定量 SERS面临信号重复性差、波动大、基底不均一等挑战，传统单峰分析易受背景干扰。

因此，开发一种无需复杂合成、基于 SERS 的三明治杂交核酸定量检测法，以PolyAn 中性亲和素玻片为固相基底，实现 SARS-CoV-2 DNA 的灵敏、特异性定量，为病毒感染早期筛查提供新思路。

文章题目为“Quantitative SERS-Based Sandwich-Hybridization Assay for Nucleic Acid Detection”于2025年10月发表在ACS OMEGA杂志，作者来自于德国波茨坦大学化学研究所。

研究方法

01基底PolyAn 中性亲和素玻片

玻片表面预包被的中性亲和素（NeutrAvidin），能特异性、高亲和力结合生物素，是整个检测体系的固相捕获平台和核心，提供稳定、可控的固定界面，减少非特异性吸附，保证检测重复性。

02材料与探针

40nm金纳米颗粒（AuNPs）、TAMRA 标记DNA（拉曼报告分子）、生物素标记表面DNA、中性亲和素包被玻片、目标新冠 DNA（CoV-DNA，S 基因）及错配DNA。

03探针制备

冷冻法合成SERS纳米探针（AuNPs+TAMRA-DNA）。

04检测原理

目标DNA连接纳米探针与生物素标记DNA，形成三明治结构；通过生物素–中性亲和素特异性结合，固定到PolyAn亲和素玻片表面；TAMRA拉曼信号双重增强，实现定量。

05信号分析

传统法：1652cm⁻¹处TAMRA特征峰高定量；数字法：拉曼图谱转二值化图像，以活性像素面积占比定量，降低背景干扰。

06表征手段

扫描电镜（SEM）、紫外 - 可见光谱（UV-vis）、原子力显微镜（AFM）、拉曼光谱 / 映射。

实验流程

合成 SERS 纳米探针；

探针、目标 DNA、以及生物素 DNA 进行杂交，形成三明治复合物；

滴加到 PolyAn 中性亲和素玻片上孵育 7 min，复合物被高效、特异性捕获；

水 / 乙醇洗涤、吹干；

AFM 观察玻片表面 AuNPs 分布，拉曼映射采集信号并定量（如下图1、2）。

图1. 开发了一种基于SERS的夹心杂交检测方法，用于检测新冠病毒（SARS-CoV-2）RNA对应的DNA序列；整个方法无需复杂合成步骤。检测体系采用偶联金纳米颗粒的TAMRA标记DNA作为纳米探针，同时使用生物素标记的表面DNA链。当与目标分析物杂交后，形成完整的夹心结构，并通过亲和素-生物素相互作用固定在涂有中性亲和素的玻片上。检测到的拉曼信号来自TAMRA报告染料，结合共振增强与等离子体增强效应，实现了目标物的高灵敏检测。