納米酶試紙條：控制埃博拉傳播的利器

　　曾在西非地區肆虐的埃博拉病毒，令近兩萬人感染，奪走了上萬人的生命。這種在當時缺乏治療手段的傳染病，給人類帶來了前所未有的挑戰。面對有史以來最為嚴重的一次疫情，精確診斷成為了發現感染者的關鍵所在。

納米酶試紙條新技術示意圖

　　《自然》雜志曾發文呼吁，希望科學家能夠盡快研制出符合現場檢測需求的新技術。在這樣的背景下，中國科學院院士、中科院生物物理所研究員閻錫蘊帶領團隊，在與中國科學院院士高福等科學家的合作下，研制出一種有效檢測埃博拉病毒的“納米酶試紙條”新技術。

　　埃博拉檢測利器

　　埃博拉肆虐時，當地主要有兩種病毒檢測手段——RT-PCR和膠體金試紙條。但這兩種檢測手段，在實際操作中都面臨著不小的困難。

　　RT-PCR檢測技術具有檢測精度較高的優勢，但是該檢測技術不僅需要特定的儀器設備、實驗場地，而且需要相應的專業人員操作。在醫療條件相對落后的西非，條件要求如此高的技術在實際應用中頻頻受阻。

　　而膠體金試紙條與上述技術相反，它具有操作簡便、快捷的特點，但遺憾的是，檢測精度卻總是不盡如人意。

　　于是，閻錫蘊團隊基于其在納米酶領域的研究，創新性地將納米酶應用于試紙條技術，將埃博拉病毒檢測的精度提高了近百倍，而且該技術簡便快捷，非常適合非洲當地的實際情況。

　　據閻錫蘊介紹，納米酶試紙條能夠提高檢測精度主要緣于納米酶的雙功能特性。

　　一方面，納米酶探針分子具有磁性，可對樣品分離富集。“我們利用納米酶的磁性，標上抗埃博拉的抗體，就不需要離心機，下面放上磁鐵，就能結合、沉淀。”閻錫蘊對《中國科學報》記者解釋稱。

　　另一方面，納米酶又具有過氧化物酶的催化活性，可使底物顯色，增強靈敏度。“加上底物它就使信號放大100倍，這兩方面功能加在一起，既分離純化，又使信號放大。”閻錫蘊表示。

　　該研究成果在愛思唯爾旗下期刊《生物傳感器與生物電子學》一經發表，便在國內外引起巨大反響。愛思唯爾專門報道了該成果并配發評論稱，該技術解決了傳統試紙條法因靈敏度低而長期應用受限的瓶頸問題，有望成為控制埃博拉傳播的利器。

　　納米酶應用技術的新突破

　　納米酶試紙條的研發成功，離不開閻錫蘊團隊在納米酶領域的長期探索。

　　納米酶是一類具有催化功能的模擬酶，同時具備納米材料的獨特性能。談到酶，多數人會聯想到蛋白質這類天然酶。天然酶催化活性好，但卻具有價格昂貴、不穩定的缺點。因而，傳統研究一般多用生物大分子和化學模擬酶來替代天然酶，但這兩種替代物的催化活性都無法與天然酶相媲美。

　　在納米酶發現之前，以往模擬酶的探索領域都集中在有機化合物。而閻錫蘊團隊發現了納米酶，并第一次將無機納米材料視作過氧化物酶，系統研究它的催化效應、反應動力學和催化機制。

　　“我們建立了一套酶學方法，來評價納米材料的催化活性。”閻錫蘊表示，通過將無機納米材料和天然酶進行系統比較，最終發現無機納米材料與天然酶具有同樣的催化效應，甚至二者的反應機制都一樣。

　　“它和酶具有一樣的催化效力，但是它比酶更穩定。基于此，我們提出了一個納米酶的新概念。”閻錫蘊告訴記者，這一發現被視作酶學領域的里程碑，因為首先它使模擬酶從有機領域拓展到了無機領域。其次，無機的納米酶和天然酶有相當的催化活性，這會讓科學家反思是否會有新機理存在的可能。

　　多功能的納米酶試紙條

　　閻錫蘊團隊成功研發埃博拉病毒檢測試紙條的論文在愛思唯爾旗下期刊發表后，因其對人類社會具有重要價值，而獲得了愛思唯爾Atlas獎，這也使得閻錫蘊成為國內首位獲得該獎項的科學家。

　　盡管，該項成果因埃博拉病毒的有效檢測而獲得廣泛認可，但據閻錫蘊研究團隊副研究員段德民介紹，該試紙條并非僅適用于埃博拉病毒的檢測。

　　閻錫蘊團隊在與疾病預防控制中心研究員梁米芳及軍事醫學科學院研究員曹務春合作后，將納米酶試紙條推廣至了新布尼亞、流感等病毒的檢測中，檢測效果同樣良好。而這些都是以該團隊前期納米酶的相關研究為基礎。

　　閻錫蘊解釋稱，實際上他們所研究的納米酶技術是一個技術平臺，它可以用于傳染病的檢測，同時在食品檢測、環境監測和法醫檢測等諸多領域也都有廣闊應用空間。