納米酶試紙條：控制埃博拉傳播的利器

　　導(dǎo)讀：近日，中國科學(xué)院院士、中科院生物物理所研究員閻錫蘊(yùn)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，在與中國科學(xué)院院士高福等科學(xué)家的合作下，研制出一種有效檢測埃博拉病毒的“納米酶試紙條”新技術(shù)。一方面，納米酶探針分子具有磁性，可對樣品分離富集。另一方面，納米酶又具有過氧化物酶的催化活性，可使底物顯色，增強(qiáng)靈敏度。

　　曾在西非地區(qū)肆虐的埃博拉病毒，令近兩萬人感染，奪走了上萬人的生命。這種在當(dāng)時(shí)缺乏治療手段的傳染病，給人類帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。面對有史以來最為嚴(yán)重的一次疫情，精確診斷成為了發(fā)現(xiàn)感染者的關(guān)鍵所在。
　　
　　《自然》雜志曾發(fā)文呼吁，希望科學(xué)家能夠盡快研制出符合現(xiàn)場檢測需求的新技術(shù)。在這樣的背景下，中國科學(xué)院院士、中科院生物物理所研究員閻錫蘊(yùn)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，在與中國科學(xué)院院士高福等科學(xué)家的合作下，研制出一種有效檢測埃博拉病毒的“納米酶試紙條”新技術(shù)。
　　
　　埃博拉檢測利器
　　
　　埃博拉肆虐時(shí)，當(dāng)?shù)刂饕袃煞N病毒檢測手段——RT-PCR和膠體金試紙條。但這兩種檢測手段，在實(shí)際操作中都面臨著不小的困難。
　　
　　RT-PCR檢測技術(shù)具有檢測精度較高的優(yōu)勢，但是該檢測技術(shù)不僅需要特定的儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)場地，而且需要相應(yīng)的專業(yè)人員操作。在醫(yī)療條件相對落后的西非，條件要求如此高的技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中頻頻受阻。
　　
　　而膠體金試紙條與上述技術(shù)相反，它具有操作簡便、快捷的特點(diǎn)，但遺憾的是，檢測精度卻總是不盡如人意。
　　
　　于是，閻錫蘊(yùn)團(tuán)隊(duì)基于其在納米酶領(lǐng)域的研究，創(chuàng)新性地將納米酶應(yīng)用于試紙條技術(shù)，將埃博拉病毒檢測的精度提高了近百倍，而且該技術(shù)簡便快捷，非常適合非洲當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況。
　　
　　據(jù)閻錫蘊(yùn)介紹，納米酶試紙條能夠提高檢測精度主要緣于納米酶的雙功能特性。
　　
　　一方面，納米酶探針分子具有磁性，可對樣品分離富集?！拔覀兝眉{米酶的磁性，標(biāo)上抗埃博拉的抗體，就不需要離心機(jī)，下面放上磁鐵，就能結(jié)合、沉淀?！遍愬a蘊(yùn)稱。
　　
　　另一方面，納米酶又具有過氧化物酶的催化活性，可使底物顯色，增強(qiáng)靈敏度?！凹由系孜锼褪剐盘柗糯?00倍，這兩方面功能加在一起，既分離純化，又使信號放大?！遍愬a蘊(yùn)表示。
　　
　　該研究成果在愛思唯爾旗下期刊《生物傳感器與生物電子學(xué)》一經(jīng)發(fā)表，便在國內(nèi)外引起巨大反響。愛思唯爾專門報(bào)道了該成果并配發(fā)評論稱，該技術(shù)解決了傳統(tǒng)試紙條法因靈敏度低而長期應(yīng)用受限的瓶頸問題，有望成為控制埃博拉傳播的利器。
　　
　　納米酶應(yīng)用技術(shù)的新突破
　　
　　納米酶試紙條的研發(fā)成功，離不開閻錫蘊(yùn)團(tuán)隊(duì)在納米酶領(lǐng)域的長期探索。
　　
　　納米酶是一類具有催化功能的模擬酶，同時(shí)具備納米材料的獨(dú)特性能。談到酶，多數(shù)人會(huì)聯(lián)想到蛋白質(zhì)這類天然酶。天然酶催化活性好，但卻具有價(jià)格昂貴、不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。因而，傳統(tǒng)研究一般多用生物大分子和化學(xué)模擬酶來替代天然酶，但這兩種替代物的催化活性都無法與天然酶相媲美。
　　
　　在納米酶發(fā)現(xiàn)之前，以往模擬酶的探索領(lǐng)域都集中在有機(jī)化合物。而閻錫蘊(yùn)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了納米酶，并第一次將無機(jī)納米材料視作過氧化物酶，系統(tǒng)研究它的催化效應(yīng)、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和催化機(jī)制。
　　
　　“我們建立了一套酶學(xué)方法，來評價(jià)納米材料的催化活性?！遍愬a蘊(yùn)表示，通過將無機(jī)納米材料和天然酶進(jìn)行系統(tǒng)比較，最終發(fā)現(xiàn)無機(jī)納米材料與天然酶具有同樣的催化效應(yīng)，甚至二者的反應(yīng)機(jī)制都一樣。
　　
　　“它和酶具有一樣的催化效力，但是它比酶更穩(wěn)定?；诖耍覀兲岢隽艘粋€(gè)納米酶的新概念。”閻錫蘊(yùn)說，這一發(fā)現(xiàn)被視作酶學(xué)領(lǐng)域的里程碑，因?yàn)槭紫人鼓M酶從有機(jī)領(lǐng)域拓展到了無機(jī)領(lǐng)域。其次，無機(jī)的納米酶和天然酶有相當(dāng)?shù)拇呋钚裕@會(huì)讓科學(xué)家反思是否會(huì)有新機(jī)理存在的可能。
　　
　　多功能的納米酶試紙條
　　
　　閻錫蘊(yùn)團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)埃博拉病毒檢測試紙條的論文在愛思唯爾旗下期刊發(fā)表后，因其對人類社會(huì)具有重要價(jià)值，而獲得了愛思唯爾Atlas獎(jiǎng)，這也使得閻錫蘊(yùn)成為國內(nèi)首位獲得該獎(jiǎng)項(xiàng)的科學(xué)家。
　　
　　盡管，該項(xiàng)成果因埃博拉病毒的有效檢測而獲得廣泛認(rèn)可，但據(jù)閻錫蘊(yùn)研究團(tuán)隊(duì)副研究員段德民介紹，該試紙條并非僅適用于埃博拉病毒的檢測。
　　
　　閻錫蘊(yùn)團(tuán)隊(duì)在與疾病預(yù)防控制中心研究員梁米芳及軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院研究員曹務(wù)春合作后，將納米酶試紙條推廣至了新布尼亞、流感等病毒的檢測中，檢測效果同樣良好。而這些都是以該團(tuán)隊(duì)前期納米酶的相關(guān)研究為基礎(chǔ)。
　　
　　閻錫蘊(yùn)解釋稱，實(shí)際上他們所研究的納米酶技術(shù)是一個(gè)技術(shù)平臺，它可以用于傳染病的檢測，同時(shí)在食品檢測、環(huán)境監(jiān)測和法醫(yī)檢測等諸多領(lǐng)域也都有廣闊應(yīng)用空間。