呼吸道病毒感染是全球公共卫生的重大挑战,快速准确检测对及时诊断和治疗至关重要。传统检测方法如ELISA和PCR存在操作复杂、耗时长等局限。侧向流免疫层析试纸（LFA）因简便快速而成为理想的即时检测技术,但灵敏度有待提高。纳米酶的引入为提升LFA性能提供了新思路,但如何设计高效纳米酶并整合到LFA中实现超灵敏检测仍是挑战。因此,开发新型高效纳米酶并应用于LFA以实现呼吸道病毒的超灵敏快速检测,对提高疾病诊断效率、改善公共卫生具有重要的科学意义和应用价值。

最近，广东省人民医院的顾兵教授研究团队开发了一种三维薄膜状纳米酶（GO−Pt30−AuPt5），用于超灵敏的呼吸道病毒免疫层析检测。该纳米酶通过在二维氧化石墨烯纳米薄膜上组装铂和金@铂纳米粒子，显著提高了检测灵敏度。研究表明，GO−Pt30−AuPt5能够实现对两种重要呼吸道病毒的同时检测，灵敏度达到1 pg/mL，比传统方法提高约100倍。临床验证显示，该方法在49个真实样本中表现出色，展示了其在病原体筛查中的广泛应用潜力。相关成果以“3D Film-Like Nanozyme with a Synergistic AmplificationEffectfor the Ultrasensitive Immunochromatographic Detection of Respiratory Viruses”为题，发表于ACS Nano（中科院一区TOP）。

GO−Pt30−AuPt5纳米酶通过在二维氧化石墨烯纳米薄膜上组装30 nm的铂纳米粒子和5 nm的金@铂纳米粒子制备而成。该纳米酶呈三维结构，具有良好的柔韧性和高表面积，能够在水中高度分散。研究表明，GO−Pt30−AuPt5在催化反应中表现出强大的色度和催化活性，能够有效增强对呼吸道病毒的检测灵敏度，展示了其在临床样本中快速、简单、超灵敏筛查病原体的潜力。

图1.薄膜状GO-Pt30-AuPt5纳米酶的制备与表征。

本研究开发了多种类型的纳米酶以评估其酶活性，包括GO−Pt30、GO−AuPt5、GO−Pt30−Pt30、GO−AuPt5−AuPt5和GO−Pt30−AuPt5。结果表明，GO−Pt30−AuPt5纳米酶展现出最高的催化活性，明显优于其他类型。不同纳米酶的催化性能差异主要源于其结构和组成。通过结合30 nm铂纳米粒子与5 nm金@铂纳米粒子，GO−Pt30−AuPt5不仅增加了催化位点和反应界面，还显著提升了其催化效率，展现出高灵敏度和卓越的催化能力。此外，GO−Pt30−AuPt5的催化效率远高于传统过氧化物酶，显示出其在生物传感和疾病检测中的广泛应用潜力。

图2. 评估基于GO的薄膜纳米酶的过氧化物酶样活性。

GO-Pt30-AuPt5纳米酶通过PEI介导的自组装制备，结合了铂和金@铂纳米粒子的优良催化性能。该纳米酶通过抗体修饰实现靶向结合，构建双抗体夹心免疫检测模式，以提高对SARS-CoV-2和H1N1的特异性识别和信号放大能力。

图3. 抗体修饰的GO-Pt30-AuPt5的制备示意图，以及基于该纳米酶的LFA在检测SARS-CoV-2和H1N1中的结构设计和检测模式。

GO-Pt30-AuPt5纳米酶在AEC底物上的催化活性表现出色，能够迅速分解H2O2生成OH自由基，进而催化AEC的氧化反应，形成不溶性棕红色沉淀。这一催化过程不仅显著增强了检测信号，还提高了对目标病毒的检测灵敏度和特异性，旨在实现对SARS-CoV-2和H1N1的快速、灵敏检测。

图4. GO-Pt30-AuPt5纳米酶在LFA条带上的催化活性表征。

在检测不同浓度的SARS-CoV-2和H1N1时，GO-Pt30-AuPt5纳米酶表现出优异的性能。在催化反应之前，纳米酶在高病毒浓度下产生明显的黑色信号，随着病毒浓度的降低，信号逐渐减弱，最终在低于0.5 ng/mL的浓度下变为无色。经过催化反应后，T线的信号强度显著增强，检测范围大幅扩展。在催化模式下，该方法的检测限分别为0.0013 ng/mL和0.00084 ng/mL，显示出极高的灵敏度和广泛的动态检测范围，适用于快速、准确地检测呼吸道病毒。

图5. GO–Pt30–AuPt5-LFA对于SARS-CoV-2和H1N1的检测效果。

在对真实临床样本的检测中，GO-Pt30-AuPt5纳米酶成功识别了H1N1和SARS-CoV-2阳性的咽拭子样本，所有阳性样本的LFA条带均显示出明显的T线信号，表明该方法具有100%的检测率，验证了其在临床应用中的准确性和可靠性。

图6. GO–Pt30–AuPt5-LFA对于实际样本中两种目标病毒的检测结果。

综上所述，本研究成功开发了GO-Pt30-AuPt5三维纳米酶，显著提高了对H1N1和SARS-CoV-2的检测灵敏度和范围。该纳米酶在真实临床样本中的有效应用，展示了其在快速、准确的病毒检测方面的潜力，为病原体筛查提供了可靠的技术支持。