严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)的暴发和传播对全球公共卫生构成重大威胁。根据世界卫生组织的数据，截至2022年4月29日，全球已确诊510270667例COVID-19病例，包括6233526例死亡。该疾病除了对全球经济产生重大负面影响外，还严重影响人类健康。新型冠状病毒突变率高，β、γ、δ、Omicron等突变株迅速出现，极大地阻碍了疾病的预防，并为其传播提供了便利。因此，除了有效的治疗策略外，开发准确、可获取和快速的护理点检测(POCT)和诊断工具至关重要。目前SARS-CoV-2的标准检测方法是逆转录-定量PCR (RT-qPCR)方法，该方法对咽拭子标本中病毒RNA的检测是一种敏感而特异的诊断策略。该方法耗时(需要大约两个小时)，需要训练有素的技术人员，需要反复加热和冷却，此外还需要笨重、昂贵的工具，以及用于试剂保存的特殊低温仪器。因此，该方法在公共场所快速高通量现场筛选病毒或偏远地区快速检测方面存在局限性。

华中科技大学生命科学与技术学院微纳生物传感及医学人工智能课题组刘钢教授在《Chemical Engineering Journal》期刊上发表了题为“An ultra-sensitive and specific nanoplasmonic-enhanced isothermal amplification platform for the ultrafast point-of-care testing of SARS-CoV-2”的文章（DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej. 2022.138822）。为提高SARS-CoV-2病毒核酸检测灵敏度，该课题组开发了一种通过巯基正向引物（F-SH引物）修饰纳米等离子体芯片构建不对称的ERA扩增的NanoPEIA平台。该平台可以实现96个样品的同步测试的实验室平台，在此基础上开发了可实时检测和可视化终点检测两个POCT检测方案。通过对52份临床样本（包括21份经RT-qPCR验证为SARS-CoV-2阳性和31份阴性样本）的验证。与RT-qPCR方法相比，NanoPEIA平台对于N和orf1ab基因的检测灵敏度均为100%略高于RT-qPCR方法（N基因（88.9%）和orf1ab基因（90.0%）；而特异性分别为92.3%（N基因）和91.7%(orf1ab基因)则略低于RT-qPCR方法（均为100%）。NanoPEIA平台对上述临床样本测试的LoD分别为28.3copies/mL(N基因)和23.3copies/mL(orf1ab基因)。该平台对于Ct<25的临床样本，从样本采样、病毒裂解、扩增检测和数据分析全过程不到6min即可完成。NanoPEIA检测平台与常规RT-qPCR及其它核酸测试平台相比，NanoPEIA平台的主要优势体现在以下几个方面：一、优越的检测灵敏度和特异性；二、该平台提供了快速一体化病毒核酸检测平台（提出了简单快速的病毒核酸裂解方法、将核酸扩增需要的试剂（除模板外）均冻存在扩增装置里，简化加样操作，便于普通人群使用）；三、该平台在高通量的实验室检测平台基础上，开发了针对不同人群需要的实时和可视化的POCT平台。对于不同拷贝数的样本，整个过程（样本采样、病毒裂解、扩增检测和数据分析）均可在30min内完成。这为当前SARS-CoV-2病毒核酸大批量筛查和家用型核酸检测提供了新的思路。

SARS-CoV-2高通量和即时检测纳米等离子体增强等温扩增示意图

作者团队介绍

刘钢：华中科技大学特聘教授,美国医学生物工程院院士（AIMBE Fellow）,曾任美国伊利诺伊大学香槟分校终身教授。刘教授科研团队一直致力于超灵敏度微纳米新型生物传感器芯片以及移动传感技术在医学、生物学等方面的广泛应用。近年来，仅需通用设备即可完成新冠抗原抗体及核酸一步式快速检测生物传感器芯片平台的搭建，有望在提升效率的同时大大降低医院和药物研发机构的检测成本。

原文链接：

https://authors.elsevier.com/sd/article/S1385-8947(22)04302-9