江苏
近日，东南大学附属中大医院医学检验科主任吴国球教授团队，在国际传感与分析领域权威期刊《Sensors and Actuators B: Chemical》（中科院一区TOP期刊、JCR Q1）发表了题为“An Integrated Detection Platform for Phosphorylated Tau-181: Combining Magnetic Purification with Low-Background Nucleic Acid Cascade Reactions”的创新性研究成果。该研究延续团队在低背景核酸自组装方面的研究基础，进一步实现了从核酸靶标检测到蛋白信号转换、从理想反应体系到复杂临床样本分析的方法学推进。东南大学医学院检验系博士研究生王继玮为论文第一作者，东南大学附属中大医院医学检验科主任吴国球教授为通讯作者。
据介绍，催化发卡组装（catalytic hairpin assembly，CHA）具有无酶、等温、可编程等优势，是构建便携式分子检测平台的重要工具。然而，CHA在实际应用中仍面临发卡探针背景泄漏、液相试剂稳定性不足以及复杂样本基质抑制等问题。团队前期围绕CHA的实际应用，建立了集结构化靶标解蔽、发卡探针低背景冻干稳定化和侧向流读出于一体的检测方法，为CHA探针的预制化和即用型检测奠定了基础。在此基础上，该研究进一步关注两个方法学问题：如何使前期建立的冻干CHA模块适用于非核酸靶标检测，以及如何降低复杂临床样本对核酸级联反应的干扰。
图1：Dz@FABIL平台检测原理示意图
研究团队构建了Dz@FABIL一体化检测平台，将靶标识别与核酸信号转换、磁性分离纯化、低背景冻干CHA及侧向流读出进行模块化整合。首先，平台利用适配体调控的DNAzyme开关识别蛋白靶标。靶蛋白与适配体结合后，恢复DNAzyme的催化活性并进一步切割底物链，释放可触发冻干CHA模块的核酸序列。从而将蛋白识别事件转换为可被CHA放大的标准核酸信号。随后，团队在信号转换与CHA放大之间引入磁性分离步骤，将产生的核酸触发链与样本中的蛋白质、盐离子及其他干扰成分进行物理隔离。纯化后的核酸触发链进入前期建立的FABIL冻干CHA模块，启动催化发卡自组装并产生大量双标记核酸产物，最终分别通过比色侧向流试纸和时间分辨荧光侧向流试纸完成可视化或定量检测。
图2：Dz@FABIL平台联合比色侧向层析（CLF）系统的检测性能评估
研究以P-Tau-181作为模型蛋白靶标，对平台的信号转换、磁性纯化、低背景放大及侧向流读出性能进行了系统验证。结果表明，未经纯化的核酸级联体系容易受到样本基质影响，表现出背景升高和信号波动；引入磁性分离后，基质对DNAzyme及后续CHA反应的抑制明显减弱，检测背景和结果离散程度得到改善，检测结果与参考方法的一致性进一步提高。
据悉，该研究延续了团队在低背景核酸自组装方面的系列工作，实现了从“解决催化发卡探针背景泄漏与储存稳定性”到“降低复杂临床样本基质干扰”、从“核酸靶标检测”到“蛋白标志物检测”的进一步拓展，为核酸自组装技术在临床检验和即时检测中的进一步应用提供了新的思路。（通讯员 赵峰峰 编辑 崔玉艳 校对 蔡逸秋 编审 程守勤）
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