Bionano Interface Optimization for Rational Lateral Flow Assay Development

doi:10.1021/acsnano.6c04136

2026-05-01

DOI：10.1021/acsnano.6c04136

原文链接

原文求助

摘要

En 中文

床旁诊断工具，如侧向流动检测（LFAs），在疾病管理和疫情控制中发挥着关键作用。LFAs通过检测疾病相关生物流体中目标抗体的存在，利用纳米颗粒（称为检测探针）产生比色读数。然而，生物流体生化组成的显著患者内和患者间变异对检测性能产生下游影响。稳健的LFAs必须能够在这些变异存在下运行，以产生可靠且可重复的检测结果。此外，生物流体（如血清）含有大量蛋白质，这些蛋白质可与LFAs中使用的检测探针相互作用形成蛋白质包被层。蛋白质包被层形成对LFAs性能的影响尚不清楚。我们使用模型抗原-生物流体LFAs（人表皮生长因子受体2（HER2）和人血清），观察到在使用常规纳米颗粒功能化方法（包括使用通用、非人蛋白质封闭剂）时，LFAs性能存在显著差异。为克服这些性能差异，我们开发了生物纳米界面优化用于LFAs设计的方法（称为BOLD）。BOLD工作流程采用基于质谱的蛋白质组学表征天然蛋白质包被层，随后形成工程化包被层以产生优化的生物纳米界面。我们鉴定了一种特定蛋白质（激肽原1，KNG1），其表现出负干扰，显著降低了观察到的LFAs测试线强度。这一实验发现由分子动力学模拟补充，该模拟探究了KNG1与铂纳米颗粒的结合模式。此外，通过使用载脂蛋白工程化包被层（载脂蛋白A1、B和C3），开发了一种稳健的LFAs，增加了测试线强度并显著降低了样本间变异（变异系数改善超过4倍）。总体而言，BOLD工作流程提出了一种通过表征生物纳米界面来理性优化LFAs检测探针的方法，以产生稳健的LFAs。

Keyword:

Metal nanoparticles

Nanoparticles

Peptides and proteins

Probes

Protein corona

lateral flow assay

protein corona

nanoparticle

proteomics

diagnostics