针对传染病防控的生物分子传感技术取得突破

      中国科学院深圳先进技术研究院分别从理论建模和技术创新层面，攻克了微量液相生物样本中生物标志物分析难题，建立了管状微流控免疫反应器的多影响因素耦合模型，并基于自研的便携式微流控化学发光免疫分析平台（TOI），开发出可进行全血直检的结核病T细胞免疫响应定量检测技术，为结核病快速、便捷免疫筛查提供了新思路。

      研究通过建立基于“首次通过时间法”（First Passage Time，FPT）的管状微流控免疫反应器动力学模型，量化了高灵敏度生物传感的关键参数。通过引入溶液内蛋白分子与传感器的结合概率（Pon）及解离概率（Poff）的概念，实现了对抗体探针性能特征的量化建模。

      研究发现，实现高灵敏度检测不仅依赖于微流控反应器的高表面积体积比（S/V），更需要高亲和力、高特异性的抗体探针。探测过程所需的溶液体系及反应时间也需进行精确控制，才可实现高信噪比（>1000）的定量探测，为下一代生物传感器的设计提供了明确的量化标准。

      基于理论模型的指导，研究开发出一套便携式微流控化学发光免疫分析系统（TOI），及配套一体式微尺度干扰素释放测试技术（CM-IGRA），可用于结核病T细胞免疫响应的精准检测。该技术探测目标为血液中T细胞针对结核分歧杆菌特异性抗原肽分泌的干扰素γ（IFN-γ），仅需50 μL血液样本即可完成检测。从采血开始的全分析流程仅需约12小时，较传统方法的20-24小时缩短近一半。通过优化抗体探针和信号放大策略，系统对IFN-γ的检测灵敏度达到8.00 pg/mL（血浆样本），动态范围横跨近4个浓度量级。

      在临床研究中，对八十余名结核病疑似患者的血液样本进行测试。结果显示，该技术与金标准方法的一致率达98.39%，且所需样本量减少至传统方法的1/20。该技术创新为结核病在医疗资源紧张地区的快速筛查提供了高效且低成本的方案。（信息来源：中国科学院深圳先进技术研究院）