引言
呼吸道病毒，如严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）和季节性流感病毒等，给全球公共卫生带来了巨大的挑战。这些病毒通过气溶胶途径传播，即病毒以小于5微米的微小飞沫形式悬浮在空气中，从而增加了传播的风险。传统的病毒检测方法，如核酸测试和免疫测试，虽然有效，但在现场快速检测方面存在诸多限制。
近日浙江大学李欣团队报道开发了一种基于水凝胶调控谐振器的无线免疫分析技术，用于快速（10 分钟内）、现场（无线且无需电池）、灵敏（检测限低至 fg/L）检测气溶胶中的病毒抗原。
过程
图2. 免疫反应水凝胶的形成和优化的免疫反应。a 免疫响应水凝胶制备的示意图。b 1 ng/mL 抗原刺激之前/之后水凝胶中纳米孔的比色测定和 SEM 图像的图示。比例尺：500 nm。实验重复三次，结果相似。c、d 调整 AAm (c) 和固定化 Ab (d) 浓度以优化水凝胶的免疫反应，通过使用红色参数 (ΔR) 变化的比色测定来评估。误差线显示为平均值±±σ（n = 3个独立实验），在1 ng/mL抗原中进行测试。e 抗原加标溶液/气溶胶中的比色和无线免疫测定的图示。f 分别在加标溶液（1 × PBS，pH = 7.4）和气溶胶（由加标溶液产生，详细信息见方法）中孵育 90 分钟后，SARS-CoV-2 NP 比色测定的拟合曲线。右图显示了在不同浓度的 SARS-CoV-2 NP 中孵育的水凝胶的颜色。虚线标记 LoD，确定为平均响应加上 NC（阴性对照）的 3 σ。高于 LoD 的信号被认为可区分，置信度 >99%。误差线显示为平均值 ± σ（n = 3个独立实验）。
构建免疫响应型水凝胶调制的无线射频谐振传感器的方法是使用N-琥珀酰亚胺丙烯酸酯（NSA）将抗原化学改性，引入乙烯基基团，使其能够与丙烯酰胺（AAm）单体共聚。然后通过两步法合成免疫响应型水凝胶。第一步，AAm单体与乙烯基化抗原在APS和TEMED的催化下快速共聚；第二步，使用交联剂MBAA和偶联了抗体的AuNPs进行交联，形成稳固的水凝胶网络。接着利用金属箔和柔性基材通过激光切割等技术制造RF谐振器的结构，包括分裂环谐振器（SRR）和螺旋线圈等。再将水凝胶通过物理或化学方法固定在RF谐振器的特定位置，如作为谐振器的介电层，以调制谐振器的电容和频率响应。最后通过中间件中继（IR）线圈将多个RF谐振传感器并联连接，并与读取线圈无线耦合，形成无线读出网络，实现多路复用检测。
在灵敏度评估（通过测试不同浓度的病毒抗原，评估该检测方法的灵敏度）和特异性评估（通过对不同病毒抗原的响应信号进行对比，评估方法的特异性）中验证了该技术具有同时检测多种呼吸道病毒的能力，非常适用于社区感染监测和疾病诊断。通过对临床样本的直接检测，进一步验证了该技术的高准确性和诊断价值。
引言
综上所述，该工作报道了一项通过水凝胶调制谐振器对呼吸道病毒气溶胶进行快速现场无线免疫分析。这项无线免疫检测技术不仅可用于呼吸道病毒的快速检测，还可以扩展到其他低丰度生物标志物的检测，如汗液中的炎症标志物、伤口渗出液或间质液中的细胞因子等。通过调整水凝胶的响应性和生物识别元素，该技术有望实现更广泛的生物传感和诊断应用。此外，该技术的无线和可穿戴集成特性使其非常适合用于公共场所、医院和学校等高风险区域的实时病毒监控，有助于及时采取控制措施，减少病毒传播风险。
https://www.nature.com/articles/s41467-024-48294-1
更多文章请点击：
为没有燃料的“发动机”注入能量----死盒解旋酶17（DDX17）通过促进心力衰竭患者中的线粒体稳态来保护心脏功能
自修复超分子聚合物晶体管：韩国庆熙大学Jin Young Oh团队自修复皮肤电子学领域新突破
