近日，中国农业科学院上海兽医研究所动物生物安全共性技术团队联合华东师范大学和上海长征医院，利用纳米纤维素开发了一种新型彩色试纸条。相关研究成果发表在《ACS Nano》上
目前，生物安全风险因子的检测试纸条技术虽已实现多种靶标的同步检测，提升了检测效率和范围，但在实际应用中仍存在诸多问题。其中，最为突出的缺陷包括：多重可视化效果欠佳，导致检测结果难以直观、准确解读；检测灵敏度较低，难以有效检出低浓度的风险因子，增加了漏检风险；此外，多数试纸条对样品制备要求极为严格，复杂的预处理步骤不仅耗时耗力，还可能引入额外误差。
本研究创新性地开发了一种制备彩色免疫探针的方法。首先，通过简便方法大规模、高质量地制备纤维素纳米颗粒（Cellulose Nanoparticles, CNPs）。随后，借鉴成熟的工业印染技术，将多种活性染料共价连接至CNPs表面，形成染色CNPs（dyed CNPs, dCNPs）。最后，在dCNPs表面包裹一层聚多巴胺涂层（polydopamine-coated dCNPs, dCNPs@P），使其能够与生物受体结合。该免疫探针可在试纸条上通过免疫反应显现不同颜色条带，实现两分钟内对三种待检物的快速定性分析。扫描电子显微镜（SEM）图像显示，dCNPs@P纳米颗粒被吸附在包被相应抗体的醋酸纤维素表面。
在验证dCNPs@P作为免疫探针的效果时，研究团队采用竞争法和夹心法进行实验。在竞争法检测毒素DON时，dCNPs@P展现出优异的特异性，并在1-5 ng/mL浓度区间内呈现良好的线性关系。即使在多种毒素同时检测的情况下，该方法仍能保持良好的线性区间。此外，在毒素随机组合样品的多重检测中，dCNPs@P的可视化效果显著优于传统单色系胶体金。在夹心法检测中，dCNPs@P可用于同时检测C反应蛋白（CRP）和血清淀粉样蛋白A（SAA）两种炎症指标，以鉴定患者感染类型。与胶体金法相比，dCNPs@P检测灵敏度更高，且由于聚多巴胺涂层的光热转换效果，进一步提升了检测灵敏度。该试纸条可用于快速、高通量检测耐药基因、细菌病原体、病毒颗粒等多种生物安全风险因子。
彩色dCNPs@P探针制备
彩色dCNPs@P检测效果
华东师范大学博士研究生田逸尘为第一作者，中国农业科学院上海兽医研究所李涛研究员、华东师范大学张强研究员、上海长征医院王国栋教授为共同通讯作者，本项目受到国家自然基金资助。
