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2022年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技術(shù)，該無血樣檢測技術(shù)未來對(duì)許多疾病有應(yīng)用前景。

 

這種貼片式檢測技術(shù)使用的貼片被稱為“微針”，是通過把直徑50微米（1毫米的二十分之一）以下、長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，安全無毒可分解。

 

一、新型貼片傳感器的創(chuàng)新點(diǎn)

 

1）無需采血即可實(shí)現(xiàn)抗體檢測，并提出了一種可生物降解的多孔微針制造方法。

 

2）開發(fā)了一種新型貼片傳感器（檢測時(shí)間：3min；IgM的檢測限（LoD）：3ng/mL；IgG的檢測限（LoD）：7ng/mL）。

 

二、新型貼片傳感器的設(shè)計(jì)及其參數(shù)

 

1、新型貼片傳感器的設(shè)計(jì)

 

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）

 

 

2、免疫層析生物傳感器的具體參數(shù)

 

新型貼片式傳感器的尺寸：1.5cm x 3.5cm

 

 

3、可生物降解的多孔微針制備方法

 

制備方法如圖2a

 

材料：聚乳酸

 

直徑：15.5 ± 6.9 μm

 

 

4、多孔微針的吸收能力

 

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)行無血液檢測，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時(shí)間

 

新型貼片的裝置如圖5a和5b。

 

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NC膜，到達(dá)吸收墊。（肉眼可見）

 

 

7、新型貼片的檢測性能

 

SARS-CoV-2 IgM的檢測限（LoD）：3ng/mL

 

SARS-CoV-2 IgG的檢測限（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ISF中的IgM/IgG抗體可以替代血液檢測。

 

 

小結(jié)

 

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)、簡單、快速的特點(diǎn)，可用于監(jiān)測各種類型的生物標(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)：

 

1、Anti-SARS-CoV-2 IgM/IgG antibodies detection using a patch sensor containing porous microneedles and a paper-based immunoassay