本文介绍了一项关于贫血诊断的创新研究，题为《一种基于等离子体荧光增强的微针阵列与折纸纸基设备实现全血中多目标超灵敏贫血诊断》。该研究由Jing Wu、Yong Liu、Lijun Peng等作者共同完成，发表在2023年的《Small》期刊上，DOI为10.1002/smll.202300464。研究团队来自南开大学医学院、海南大学、中国人民解放军总医院第六医学中心等多个机构。
贫血是一种全球范围内的高发疾病，尤其在孕妇、儿童和老年人群中具有较高的风险。贫血的主要特征是血液中血红蛋白（Hb）水平过低。目前，贫血的诊断主要依赖于检测Hb水平，但为了更有效地治疗贫血，还需要监测其他相关的生物标志物，如铁蛋白（ferritin）、叶酸（folic acid, FA）和维生素B12（vitamin B12, VB12）。这些标志物的缺乏可能导致DNA合成障碍，严重威胁孕妇和胎儿的生命安全。然而，这些标志物分布在不同的环境中，浓度范围差异较大，且检测原理不同，难以集成到单一设备中。因此，开发一种能够同时检测多种贫血标志物的便携式设备具有重要的临床意义。
本研究开发了一种基于折纸纸基的便携式设备，集成了等离子体荧光标记的微针阵列（PMN）传感模块，用于全血中多种贫血标志物的多重定量检测。设备的主要工作流程包括血清分离、目标富集和通过凝胶成像仪进行多重信号读取。具体步骤如下：
设备设计与制备：设备由四个面板组成，尺寸为4.5 cm × 4.5 cm。每个面板集成了不同的功能材料，如玻璃纤维垫、聚碳酸酯膜和微针阵列。微针阵列用于高效采样，等离子体荧光标记用于信号放大。
微针阵列的制备与功能化：微针阵列通过紫外固化三羟甲基丙烷乙氧基化物三丙烯酸酯（ETPTA）制备，并涂覆聚多巴胺（PD）以增加比表面积。PD涂层通过共价和非共价相互作用固定生物识别分子，提高了目标富集效率。
等离子体荧光标记的合成：等离子体荧光标记由金纳米棒（AuNRs）作为荧光增强剂、吲哚菁绿（ICG）作为发光体、聚乙二醇（PEG）作为间隔层和生物识别元件组成。该标记能够显著增强荧光信号，提高检测灵敏度。
多重检测：设备通过折叠操作实现血清分析和Hb分析的分离。血清中的铁蛋白、叶酸和维生素B12通过微针阵列富集，并使用等离子体荧光标记进行检测。Hb则通过适配体荧光猝灭法进行检测。
微针阵列与等离子体荧光标记的性能：微针阵列的比表面积显著增加，能够高效富集低浓度的目标分子。等离子体荧光标记的荧光强度比传统荧光标记提高了约7.6倍，显著增强了检测灵敏度。
多重检测的灵敏度与特异性：设备能够同时检测Hb、铁蛋白、叶酸和维生素B12，检测限分别为0.07 g/dL、0.035 ng/mL、0.012 ng/mL和0.029 ng/mL。与传统的ELISA方法相比，灵敏度提高了数十倍。
实际样本检测：设备在37例患者全血样本中的检测结果与商业试剂盒一致，且具有更高的精度和准确性。设备能够在20分钟内完成检测，样本量仅需150 µL，成本低至2美元。
本研究开发了一种基于等离子体荧光增强的微针阵列与折纸纸基设备，能够快速、灵敏地检测全血中的多种贫血标志物。该设备具有样本量小、检测时间短、成本低、稳定性好等优点，适用于临床诊断中的即时检测（POCT）。该技术的成功应用为贫血的快速诊断提供了新的工具，并有望在食品安全、环境监测等领域得到广泛应用。
该研究不仅为贫血的快速诊断提供了新的技术手段，还为其他疾病的即时检测提供了新的思路。通过集成多种检测技术，该设备能够显著提高诊断的准确性和效率，具有广泛的临床应用前景。