近日，材料科学与工程学院刘斌教授研究团队在生化分析领域取得了新进展。相关成果以题为"Microfluidic Immunosensing Platform Based on Rolling Circle Amplification-Assisted DNA Dendrimer Probe for Portable and Sensitive Detection of Allergen-Specific IgE”在国际顶级期刊《Analytical Chemistry》（10.1021/acs.analchem.4c00255）上发表。《Analytical Chemistry》是美国American Chemical Society出版社旗下的分析化学领域的顶级期刊，当前影响因子为7.4。
过敏原特异性IgE (sIgE)是过敏原筛选和诊断中重要的过敏原标志物之一。近年来，等温核酸扩增，如杂交链反应和滚动圈扩增，对提高生化传感器的灵敏度有显著的作用。鉴于核酸探针和相关扩增方法的多样性，各种自组装DNA纳米结构方案已经被设计出来，然而链DNA纳米结构带来的信号放大效率是有限的。为了克服这一缺点，研究人员开发了分枝或树突状的非线性自组装DNA纳米结构。因此，基于非线性自组装DNA纳米结构实现sIgE的高灵敏度检测是可能的。
鉴于此，刘斌教授团队在先前蛋白质定向修饰研究的基础上（Sens. Actuators B Chem. 2023, 385, 133674），开发了一种基于滚环扩增辅助DNA树状分子探针的微流控免疫传感平台，用于灵敏检测多种过敏原特异性IgE。在这项研究中，该团队提出了一种荧光生物传感器，利用核酸的碱基配对和特异性识别，组装DNA树突状分子，随着滚环扩增反应的进行形成最终的DNA树突探针。最终荧光染料SYBR Green I嵌入DNA树突探针产生强烈的荧光信号，实现sIgE的灵敏分析。通过对多通道微流控全血分析装置进行设计，集成了细胞过滤、重组抗原修饰磁性富集和DNA树状分子探针扩增信号转导功能，可实现便携式分析。该传感平台实现了对多种过敏原特异性抗体的定量检测，检测限小于50 pg/mL，与大多数抗体荧光分析检测相比，灵敏度更高。55份血清样本和4份全血样本的检测结果与ELISA检测结果一致，证实了该平台的准确性和稳定性。基于DNA树状分子探针的微流控免疫传感平台具有普遍适用性、高灵敏度和可逆性等优点，为免疫蛋白的便携式检测提供了巨大潜力，可作为疾病诊断和生物分析的即时检测平台。
图1. 用于sIgE检测的多重分析策略
该研究主要由材料科学与工程学院的刘斌教授（通讯作者）和魏晓峰副教授（通讯作者）指导，博士研究生陈一瑜（第一作者）完成。集美大学刘光明教授在过敏原制备，患者血清方面给予了支持，华侨大学博士研究生何珊和连惠婷副教授也为该研究提供了帮助。该研究得到国家自然科学基金项目（No. 21904043, 21575044, 31871720, 32072336）的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c00255
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