基于简单的纳米荧光素酶的快速、高通量检测SARS-CoV-2

  目前，SARS-CoV-2检测技术主要包括分子诊断和免疫诊断技术。SARS-CoV-2 RNA可以在症状出现前检测到，定量实时PCR(RT-qPCR)是SARS-CoV-2诊断的黄金标准，具有高精度和低检测极限。然而，标准的检测方式需要昂贵的仪器和熟练的操作人员，需要投入较大的成本。这些资源在护理点(POC)环境中不可用。侧流生物传感器是一种易于操作的POC免疫诊断技术，可以在15分钟内用肉眼观察结果。然而，低灵敏度限制了它在SARS-CoV-2早期筛查中的进一步应用。最近，各种新技术，如核衣壳蛋白和抗体检测的微流体芯片，用于S蛋白检测的液体比色法和电化学方法，以及用于病毒蛋白酶3-胰蛋白酶样蛋白酶(3CLpro)检测的比色棉签等。

  由病毒编码的蛋白酶在病毒复制中起着至关重要的作用，包括艾滋病毒蛋白酶，HCV的NS3蛋白酶和SARS-CoV-2的3CLpro。3CLpro也称为主要蛋白酶，作为二聚体具有活性，是SARS-CoV-2复制过程中的关键蛋白酶。3CLpro负责处理病毒多蛋白(pp1a和pp1b)，并生产感染期间病毒RNA复制所需的各种功能蛋白(如聚合酶和螺旋酶)。SARS-CoV-2中的3CLpro高度保守，其突变通常导致失活。因此，3CLpro不仅是抗SARS-CoV-2药物开发的有吸引力的靶标物质，也用于SARS-CoV-2检测。

  纳米荧光素酶(nLuc)是一种专为优化ATP独立生物发光发射而设计的酶。nLuc的发光信号比传统的萤火虫和Renilla荧光酶明亮约150倍。nLuc发光信号的半衰期约为30分钟到2小时。高灵敏度和超稳定性使其成为有前途的分子诊断信号分子。这篇文章开发了一种基于nLuc的简单分析方法(图1)，用于快速和高通量检测SARS-CoV-2 3CLpro，并测试了该传感器在抗病毒药物筛选中的应用。该分析可以在60分钟内完成，可以一步分析96个反应。3CLpro的检测限为200 pg/mL(5.8 pM或10 pg/assay)，具有出色的选择性。快速、具体和易于表现的优点归因于基于nLuc的检测的POC特性。

  目前，基于磁珠的自动样品处理仪器和自动化学发光分析仪已广泛应用于临床。在经过验证的工业技术的帮助下，该分析可以轻松地将这两种仪器的互补特性结合起来，开发出一种用于快速检测新冠肺炎的一体式自动检测仪器。一体式仪器可以设计用于POC测试和家庭使用测试，也可以使用便携式、经济实惠和简单的检测器进行社区高通量筛查。凭借简单的3CLpro检测程序和高特异性和灵敏度等多种优势，该方法在SARS-CoV-2以及HIV-1、HCV和其他冠状病毒的补充诊断方面具有良好的潜力。

  图 1 检测原理

  参考文献：

  Jingxin Liu, Chenchen Ge, Ling Zha, Ligen Lin, and Rongsong Li.Analytical Chemistry 2023 95 (2), 714-719.DOI: 10.1021/acs.analchem.2c02590