納米酶試紙條：控制埃博拉傳播的利器

　　導讀：近日，中國科學院院士、中科院生物物理所研究員閻錫蘊帶領團隊，在與中國科學院院士高福等科學家的合作下，研制出一種有效檢測埃博拉病毒的“納米酶試紙條”新技術。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。這種在當時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重的一次疫情，精確診斷成為了發(fā)現(xiàn)感染者的關鍵所在。
　　
　　《自然》雜志曾發(fā)文呼吁，希望科學家能夠盡快研制出符合現(xiàn)場檢測需求的新技術。在這樣的背景下，中國科學院院士、中科院生物物理所研究員閻錫蘊帶領團隊，在與中國科學院院士高福等科學家的合作下，研制出一種有效檢測埃博拉病毒的“納米酶試紙條”新技術。
　　
　　埃博拉檢測利器
　　
　　埃博拉肆虐時，當地主要有兩種病毒檢測手段——RT-PCR和膠體金試紙條。但這兩種檢測手段，在實際操作中都面臨著不小的困難。
　　
　　RT-PCR檢測技術具有檢測精度較高的優(yōu)勢，但是該檢測技術不僅需要特定的儀器設備、實驗場地，而且需要相應的專業(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在實際應用中頻頻受阻。
　　
　　而膠體金試紙條與上述技術相反，它具有操作簡便、快捷的特點，但遺憾的是，檢測精度卻總是不盡如人意。
　　
　　于是，閻錫蘊團隊基于其在納米酶領域的研究，創(chuàng)新性地將納米酶應用于試紙條技術，將埃博拉病毒檢測的精度提高了近百倍，而且該技術簡便快捷，非常適合非洲當地的實際情況。
　　
　　據閻錫蘊介紹，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，標上抗埃博拉的抗體，就不需要離心機，下面放上磁鐵，就能結合、沉淀。”閻錫蘊稱。
　　
　　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》一經發(fā)表，便在國內外引起巨大反響。愛思唯爾專門報道了該成果并配發(fā)評論稱，該技術解決了傳統(tǒng)試紙條法因靈敏度低而長期應用受限的瓶頸問題，有望成為控制埃博拉傳播的利器。
　　
　　納米酶應用技術的新突破
　　
　　納米酶試紙條的研發(fā)成功，離不開閻錫蘊團隊在納米酶領域的長期探索。
　　
　　納米酶是一類具有催化功能的模擬酶，同時具備納米材料的獨特性能。談到酶，多數人會聯(lián)想到蛋白質這類天然酶。天然酶催化活性好，但卻具有價格昂貴、不穩(wěn)定的缺點。因而，傳統(tǒng)研究一般多用生物大分子和化學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域都集中在有機化合物。而閻錫蘊團隊發(fā)現(xiàn)了納米酶，并第一次將無機納米材料視作過氧化物酶，系統(tǒng)研究它的催化效應、反應動力學和催化機制。
　　
　　“我們建立了一套酶學方法，來評價納米材料的催化活性?！遍愬a蘊表示，通過將無機納米材料和天然酶進行系統(tǒng)比較，最終發(fā)現(xiàn)無機納米材料與天然酶具有同樣的催化效應，甚至二者的反應機制都一樣。
　　
　　“它和酶具有一樣的催化效力，但是它比酶更穩(wěn)定?；诖?，我們提出了一個納米酶的新概念。”閻錫蘊說，這一發(fā)現(xiàn)被視作酶學領域的里程碑，因為首先它使模擬酶從有機領域拓展到了無機領域。其次，無機的納米酶和天然酶有相當的催化活性，這會讓科學家反思是否會有新機理存在的可能。
　　
　　多功能的納米酶試紙條
　　
　　閻錫蘊團隊成功研發(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，因其對人類社會具有重要價值，而獲得了愛思唯爾Atlas獎，這也使得閻錫蘊成為國內首位獲得該獎項的科學家。
　　
　　盡管，該項成果因埃博拉病毒的有效檢測而獲得廣泛認可，但據閻錫蘊研究團隊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。
　　
　　閻錫蘊團隊在與疾病預防控制中心研究員梁米芳及軍事醫(yī)學科學院研究員曹務春合作后，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。而這些都是以該團隊前期納米酶的相關研究為基礎。
　　
　　閻錫蘊解釋稱，實際上他們所研究的納米酶技術是一個技術平臺，它可以用于傳染病的檢測，同時在食品檢測、環(huán)境監(jiān)測和法醫(yī)檢測等諸多領域也都有廣闊應用空間。