南湖新闻网讯（通讯员 张梦佳）5月13日，欧宝官网入口【中国】有限公司官网动物科学技术欧宝官网入口【中国】有限公司官网、动物医欧宝官网入口【中国】有限公司官网何启盖教授团队和湖北中医药大学检验欧宝官网入口【中国】有限公司官网纳米生物传感中心张国军教授团队、北京大学张志勇教授团队共同合作在BioMed Central出版社旗下的国际权威期刊Journal of Nanobiotechnology上发表题为“A Portable Transistor Immunosensor for Fast Identification of Porcine Epidemic Diarrhea Virus”的研究论文。该研究开发并验证了一种基于浮栅碳纳米管场效应晶体管（FG CNT-FET）的便携式免疫传感器，用于快速、灵敏、准确地识别PEDV。
猪流行性腹泻（PED）是由猪流行性腹泻病毒（PEDV）引起的一种急性、高度传染性的猪肠道传染病，主要是在仔猪中引起水样腹泻、呕吐、脱水，甚至死亡。1977年在比利时首次发现PEDV，该病毒在2010年末在我国大肆流行，其发病率几乎为100%，死亡率更是高达50%—90%，这对我国的养猪业造成了灾难性的经济损失。因此，为了有效阻断PEDV的传播，预防重大疫情的发生，开发建立快速有效的检测方法至关重要。
场效应晶体管（FET）是一种生物传感平台，具有出色的灵敏度、无标记和实时检测、低成本和易于集成等特点。目前，基于FET的生物传感器越来越多地应用于各种生物标志物的检测。在各种纳米材料中，碳纳米管（CNTs）是FET生物传感器的理想通道材料，因为它们具有超薄的厚度、优异的电性能和良好的生物相容性。在之前的研究中已经构建了一个即插即用的浮栅CNT场效应晶体管（FG CNT-FET）生物芯片，集成了一个智能便携式读取器。它与改良的CRISPR/Cas12a系统相结合，引入了G-三链结构报告基因，实现了对心肌肌钙蛋白I的超灵敏和即时检测，显示了良好的应用前景。在此基础上，本研究利用抗原抗体的高亲和力，制备并纯化了能够与PEDV-S蛋白特异性结合的单克隆抗体。然后，将抗体用FG CNT-FET芯片进一步功能化，制成用于检测PEDV病毒粒子的免疫传感器FG CNT-FET。
由于抗原－抗体的高亲和性和 FG CNT-FET 的高κ介电层工艺，所开发的生物传感器具有较高灵敏度和特异性。该免疫传感器能在1分钟内完成检测，并准确区分PEDV和猪德尔塔冠状病毒（PDCoV），同时对PEDV-S蛋白及PEDV病毒粒子的检测阈值可分别低至8.1 fg/mL（重组PEDV-S蛋白）和100.14 TCID50/mL （PEDV病毒粒子），是迄今为止报道的PEDV抗原检测方法所能达到的最低值。此外，由于该传感器小巧便携，可作为现场部署的芯片读出器，以“sample in - answer out”的方式实现PEDV的快速有效检测，为进一步在农场大规模现场监测传染病提供了可能。
检测PEDV病毒粒子的免疫传感器FG CNT-FET流程示意图
湖北中医药大学博士生胡晓和欧宝官网入口【中国】有限公司官网博士后张梦佳为论文共同第一作者，何启盖教授、张志勇教授和张国军教授为论文通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划项目（2022YFB3204403）的大力资助。
审核人 李文涛
原文链接：https://doi.org/10.1186/s12951-024-02440-5
【英文摘要】
Widespread distribution of porcine epidemic diarrhea virus (PEDV) has led to catastrophic losses to the global pig farming industry. As a result, there is an urgent need for rapid, sensitive and accurate tests for PEDV to enable timely and effective interventions. In the present study, we develop and validate a floating gate carbon nanotubes field-effect transistor (FG CNT-FET)-based portable immunosensor for rapid identification of PEDV in a sensitive and accurate manner. To improve the affinity, a unique PEDV spike protein-specific monoclonal antibody is prepared by purification, and subsequently modified on FG CNT-FET sensor to recognize PEDV. The developed FET biosensor enables highly sensitive detection (LoD: 8.1 fg/mL and 100.14 TCID50/mL for recombinant spike proteins and PEDV, respectively), as well as satisfactory specificity. Notably, an integrated portable platform consisting of a pluggable FG CNT-FET chip and a portable device can discriminate PEDV positive from negative samples and even identify PEDV and porcine deltacoronavirus within 1 min with 100% accuracy. The portable sensing platform offers the capability to quickly, sensitively and accurately identify PEDV, which further points to a possibility of point of care (POC) applications of large-scale surveillance in pig breeding facilities.
