近日，浙江大学动物医学中心彭大鹏教授团队在国际权威期刊《Small》（Q1，IF=11.8）发表题为“A Label-Free Bioluminescent scFv-NLuc Fusion Probe Enabling a Smartphone-Based Sensitive Immunoassay Platform Using Lomefloxacin as a Model Analyte”的研究性论文。华中农业大学博士研究生丁明月为论文第一作者，浙江大学彭大鹏教授为论文通讯作者。
该研究报道了一种快速、无需标记的基于荧光素酶的平台，用于定量检测食品中的洛美沙星（LOM）。将对LOM特异的单链可变片段抗体（3G9-scFv）与纳米荧光素酶（NLuc）进行生物融合作为探针。这种无化学标记设计消除了偶联过程带来的变异性，且具有较高的基质耐受能力。通过智能手机进行的发光测量实现了灵敏的现场检测，简化了操作流程，为食品安全中危险残留物的监测提供了一种新颖的快速检测平台。
【成果介绍】
l 通过扩大输出信号来提高侧向流动免疫分析（LFIA）的灵敏度是有效策略。生物发光是一种由荧光素酶催化反应驱动的现象，该酶将底物氧化，将化学能转化为光能并产生强烈的发光。这种机制通过酶的循环作用实现信号放大，从而显著提高检测灵敏度。纳米荧光素酶（NLuc）具有极高的发光强度，且无需外部激发光有效提高了信噪比，是理想的标记材料。
l 采用酶作为标记材料放大检测信号可显著增强LFIA的性能。然而，酶的生物不稳定性以及依赖于复杂繁琐的化学偶联方法，限制了其在食品污染物的高通量实际检测应用。生物融合的方法制备免疫探针可有效消除化学偶联过程中产生的负面影响，可省去复杂的抗体标记步骤，从而简化检测流程并提高免疫分析的效率。此外，重组抗体的序列明确，确保了批次间的稳定性。
l 提高LFIA的基质耐受能力是提高其灵敏度的有效途径。基于该融合蛋白构建的生物发光型侧流层析免疫分析方法（BLFIA）具有显著的抗基质耐受能力。相比于传统的胶体金免疫分析方法，BLFIA展现出对甲醇、乙腈和乙酸乙酯等有机试剂较高的耐受性能。在一定程度上提高了检测的灵敏度，能够适应复杂多样的生物基质，在食品中有害物的残留检测中具有较广的应用前景。
l 结合智能手机检测平台，不需要专业的信号接收器，有效简化了操作降低了成本。通过软件分析对检测结果进行定量分析，操作简单，提升检测效率，适用于大批量样本的前期筛查。
【图文赏析】
图1.BLFIA的工作原理图
图2.融合蛋白3G9-scFv-Nluc的表征与性能测定
图3. 3G9-scFv-Nluc融合蛋白的分子识别机制
图4. BLFIA的最佳工作条件的确定
图5. BLFIA检测性能的评估
图6. BLFIA在实际样品中的检测
【原文链接】
https://doi.org/10.1002/smll.75027
