7月1日,Scientific Reports發(fā)表了日本東京大學(xué)工業(yè)科學(xué)研究所的一篇文章,介紹一種基于抗體的新型貼片式檢測(cè)技術(shù),該無(wú)血樣檢測(cè)技術(shù)未來(lái)對(duì)許多疾病有應(yīng)用前景。
這種貼片式檢測(cè)技術(shù)使用的貼片被稱為“微針”,是通過(guò)把直徑50微米(1毫米的二十分之一)以下、長(zhǎng)1毫米以下的細(xì)微針頭排列在貼片上加工而成,將其貼在手臂上,針頭會(huì)從皮膚下吸取“細(xì)胞間質(zhì)液(ISF)”,當(dāng)間質(zhì)液達(dá)到貼片另一側(cè)的傳感器后,就能測(cè)出抗體量。
與用注射器采血不同,該技術(shù)不會(huì)造成疼痛,非醫(yī)務(wù)人員也能使用。針頭材料與手術(shù)縫合“可溶線”一樣,安全無(wú)毒可分解。
一、新型貼片傳感器的創(chuàng)新點(diǎn)
1)無(wú)需采血即可實(shí)現(xiàn)抗體檢測(cè)
二、新型貼片傳感器的設(shè)計(jì)及其參數(shù)
由聚乳酸制成的可生物降解的多孔微針+新型膠體金免疫層析生物傳感器(如圖1)

新型貼片式傳感器的尺寸:1.5cm x 3.5cm


在180℃條件下合成的微針,其對(duì)樣品液的吸收量最大,可從皮膚模型中提取109.8 ± 8.7 μL樣品液。
據(jù)估算,免疫層析生物傳感器的樣本量飽和量為63.7 μL,因此多孔微針理論上可以提供足夠的ISF滿足免疫層析生物傳感器的檢測(cè)量。

5、新型貼片的機(jī)械性能
多孔微針的機(jī)械強(qiáng)度均大于皮膚穿刺所需要的機(jī)械強(qiáng)度(>0.058N),且熱處理后的多孔微針的穿透效率明顯增加。
多孔微針不僅可以很好地插入皮膚提取ISF,進(jìn)行無(wú)血液檢測(cè),而且在使用后皮膚可以迅速恢復(fù),可減輕皮膚損傷。

6、新型貼片的裝置及檢測(cè)時(shí)間
1min內(nèi),樣品液被多孔微針快速提取,隨后并流向樣品墊。
3min后,樣品液流過(guò)NC膜,到達(dá)吸收墊。(肉眼可見(jiàn))

SARS-CoV-2 IgM的檢測(cè)限(LoD):3ng/mL
SARS-CoV-2 IgG的檢測(cè)限(LoD):7ng/mL
據(jù)報(bào)道,ISF中抗體水平約為血液中抗體水平的15%-25%,因此SARS-CoV-2 IgM/IgG抗體的濃度應(yīng)該在1μg/mL-6.4μg/mL范圍內(nèi),檢測(cè)ISF中的IgM/IgG抗體可以替代血液檢測(cè)。

ISF主要位于人體皮膚的表皮和真皮層,含有豐富的代謝物和蛋白質(zhì)(如抗體),與血液中的代謝物和蛋白質(zhì)密切相關(guān)。
這種基于微針和免疫層析的新型貼片傳感器技術(shù)有微創(chuàng)、簡(jiǎn)單、快速的特點(diǎn),可用于監(jiān)測(cè)各種類型的生物標(biāo)志物(如葡萄糖、膽固醇、蛋白質(zhì)等),在傳染病的診斷方面具有廣闊的應(yīng)用前景,尤其是在快速篩查和家庭自檢領(lǐng)域有巨大潛力。
參考文獻(xiàn):
Anti-SARS-CoV-2 IgM/IgG antibodies detection using a patch sensor containing porous microneedles and a paper-based immunoassay