无标记荧光传感器以高选择性和灵敏度检测肠道病毒RNA

芬兰于韦斯屈莱大学纳米科学中心（NSC）的研究人员推出了一种创新的、无标签的比率荧光传感器，用于选择性和灵敏地检测肠道病毒RNA，这是一项重大进展。该研究有望提供更先进、更有效的检测方法，加强跨学科合作在应对全球健康挑战方面的重要性

最近的流行病证明，病毒对全球健康构成严重威胁。早期发现和识别对于预防新的疫情爆发至关重要。传统的检测方法虽然有效，但往往缺乏提供病毒基因组释放时空信息的可能性

“这项跨学科的努力结合了生物学、化学和物理学的专业知识，标志着病毒检测技术的重大进步。我们开发了一种增强型比率荧光传感器，使用用探针（单链互补寡核苷酸片段）和溴化乙锭（EB）功能化的碳点（CD）来检测肠道病毒RNA，”于韦斯屈莱大学物理学教授Jussi Toppari说

该论文发表在《碳》杂志上

用于病毒检测的创新比率荧光传感器

荧光纳米粒子已成为生物分析传感的强大工具，其中CD因其简单的合成、出色的光稳定性、可调的光致发光、优异的水溶性、生物相容性和配体偶联的多功能表面功能而处于领先地位。这些独特的特性使CD成为生物传感领域的游戏规则改变者

Jyväskylä大学的博士研究员Amar Raj解释说：“这种所谓的功能化传感器（Func-Sensor），其中CD被功能化，即与探针共价结合，明显优于非功能化传感器的更传统方法，后者是CD、探针和EB的简单混合体。”

在这两种传感器中，与探针杂交的靶DNA的存在增强了EB荧光，而CD荧光由于电子转移而略有变化，能够进行比率检测，并且超灵敏

博士后研究员Abhishek Pathak评论道：“非功能传感器对靶DNA的灵敏度较低，对真实的肠道病毒RNA样本无效，而功能传感器对DNA和真实病毒RNA的灵敏度较高，选择性明显提高。”。他早些时候曾在于韦斯屈莱大学担任博士后研究员

Function传感器的卓越性能归因于共价官能化增强的电荷转移

“我们的原理验证研究强调了共价固定探针对于改善CD和EB之间的电子转移的重要性，从而提高了性能，并证明了Func传感器在快速、实时和精确的病毒RNA原位检测中的实际应用的适用性，”于韦斯屈莱大学的细胞和分子生物学教授Varpu Marjomäki说

特别是，研究表明，Func传感器可以在体外实时检测衣壳中肠道病毒RNA的释放。Marjomäki说：“这意味着Func传感器可以用作一种新型的病毒RNA传感平台，为检测感染期间实时病毒RNA的出现提供了急需的可能性。”

迈向更安全的研究

研究小组的这项开创性工作不仅展示了一种检测病毒RNA的新方法，还揭示了荧光团之间的电荷转移机制。在这一成功的基础上，研究小组现在正致力于通过用更安全、细胞毒性更小的生物相容性染料取代潜在危险的染料溴化乙锭，使该系统更加强大

“这种增强将进一步提高体内病毒RNA检测的安全性和有效性，”Pathak说 More information: Abhishek Pathak et al, Ultrasensitive ratiometric fluorosensor for enteroviral RNA detection based on improved electron transfer between carbon dots and ethidium bromide, Carbon (2025). DOI: 10.1016/j.carbon.2025.120222

Journal information: Carbon