深圳先进院研发！1微升指尖血，可完成多维度免疫指标快速定量

深圳商报·读创客户端首席记者 陈小慧

日前，中国科学院深圳先进技术研究院（以下简称“深圳先进院”）医学成像科学与技术系统全国重点实验室杨慧研究员、谭骁天副研究员团队在交叉学科期刊hLife发表最新研究成果，并于6月17日登上2025年第3卷第7期封面。团队成功研发出一种便携式微流控化学发光免疫分析平台（Tip Optofluidic Immunoassay，简称TOI）。只需1微升指尖血，研究人员就能利用该平台在40分钟内完成抗体结合能力和中和能力等多维度免疫指标的快速定量评估，为呼吸道传染病防控与免疫力监测提供了有效技术手段。

一滴指尖血，打造快速便携的免疫检测新模式

随着多种传染性呼吸道病原体不断变异和季节性流行，快速、精准、便捷地评估个体免疫状态，已成为构建科学防控策略和推动个体化健康管理的核心需求。传统抗体检测方法，比如酶联免疫吸附试验和病毒中和实验，常需5至10毫升静脉血样本，总所需时间常常高达2至3天。不仅采样、分析过程复杂，还对实验环境和人员要求较高，难以满足现场快速响应和大规模筛查的需求。

针对这些难题，深圳先进院团队研发出了TOI平台，采用可批量注塑的聚苯乙烯微流控免疫反应器，能够与标准移液枪吸头无缝对接，构建出标准化、微尺度、高效率的检测器件，并配合自主设计的便携式化学发光成像设备，实现了从采样到分析的全流程集成。

“TOI平台操作简便，仅需采集1 微升指尖血，即可同时完成抗体结合水平和中和能力的定量评估。”论文共同第一作者兼共同通讯作者、深圳先进院副研究员谭骁天介绍道，“其中，结合抗体的检测在15分钟内即可完成，灵敏度达到0.1纳克/毫升，动态范围覆盖近4个数量级，信噪比高达10,000。”在中和能力分析方面，团队通过人工理性设计，开发出了可与传感器定向结合的血管紧张素转化酶2（ACE2）受体和集成有三聚化结构域及方向性信号肽的重组刺突蛋白探针，实现了蛋白探针与传感原件的高效结合，可在20分钟内输出与传统假病毒中和实验相当的检测结果。“也就是说，我们能在总计不超过40分钟的时间内，通过一滴血，获取个体对特定病原体的结合抗体水平和中和能力这两个关键免疫指标。”谭骁天表示，“相比需要数天周期的传统方法，该平台显著提升了检测速度与效率。”

构建三维度免疫评估体系

研究团队发现，疫苗接种策略与既往感染史对个体免疫水平具有显著影响：接种灭活疫苗后再接种mRNA或重组蛋白疫苗的序贯接种人群，其特异性抗体水平和中和能力普遍高于单纯接种灭活疫苗者；而反复感染者对近期流行毒株的抗体反应更为强劲，呈现出免疫应答“漂移”趋势，即免疫系统对新变异株的识别能力不断增强。进一步分析显示，特异性抗体水平与短期感染风险密切相关：当抗体水平低于某一保护阈值时，个体在未来六个月内的再感染风险显著上升。这一发现为临床风险评估和精准公共卫生策略制定提供了量化依据。

此外，研究还通过TOI平台识别出4位对多种毒株均具有高中和能力的志愿者，后续有望从中筛选出具有广谱中和潜力的抗体和记忆性B细胞，为单克隆抗体药物的开发提供重要线索。研究团队不仅在生物分子传感技术上实现突破，也推动了呼吸道病原体免疫防护评估体系的构建。目前已开发出涵盖抗体结合能力、血清中和能力和特异性T细胞反应的三维免疫功能评估系统。其中，结合抗体可反映机体对特定抗原的识别能力，中和抗体可衡量免疫系统直接拦截病原体入侵的效能，而T细胞响应则体现长期免疫记忆与应激反应水平。此前团队构建的“基于TOI的指尖血干扰素释放检测平台（CM-IGRA）”已在结核病T细胞功能分析及快速诊断中成功应用，为多维免疫监测提供了坚实基础。

在应用层面，TOI平台具备良好的扩展性，可快速适配流感病毒、猴痘病毒、结核分歧杆菌等多种重要病原体，适用于社区检测、疫苗效果评估、口岸检疫等多种实际场景。“目前，我们正在进一步开发高稳定性的样本保存方案和适应基层环境的简化操作流程。”论文共同通讯作者、深圳先进院研究员杨慧表示，“未来我们将结合蛋白探针的理性设计、人工智能分类算法等新兴技术，持续提升平台的通用性、检测灵敏度和信息解析能力，推动其发展为传染病防控体系的核心技术单元。”

该研究中，深圳先进院谭骁天副研究员、深圳大学柴语鹃助理教授、深圳先进院研究助理李睿涵、深圳先进院客座研究生张彬茂及国家高性能医疗器械创新中心李皓副研究员为论文共同第一作者。深圳先进院杨慧研究员为论文的第一通讯作者，深圳先进院为该研究第一单位。本次研究也得到了北京大学曹云龙研究员团队、国家高性能医疗器械创新中心李皓团队、北京义翘神州科技股份有限公司、昌平国家实验室、中国科学院动物研究所以及美国密歇根大学等大力支持。