​南昌大学青年团队尝试研发出一款结核杆菌“一站式”便携检测平台

近日，南昌大学青年科研团队在结核病检测领域实现重大技术突破，丁浩峰等依托南昌大学食品学院全国重点实验室（南昌大学唯一）前沿科学技术与成果，尝试研发出一款结核杆菌一站式便携检测平台，可期望为结核杆菌的床旁检测（POCT）问题，提供新的思维及解决方案。

结核病是由结核分枝杆菌引发的慢性传染病，肺部是其主要侵犯部位，至今仍是威胁全球公共卫生安全的重大挑战之一。在我国，通过系统实施国家防治规划、大力推广DOTS（直接督导下的短程化疗）策略、积极引入快速诊断技术与新药、重点加强高危人群筛查，以及不断完善医保保障体系等一系列举措，结核病的发病率和死亡率得到有效控制。而在巴基斯坦、印度、孟加拉国等众多发展中国家，因受医疗资源严重匮乏、治疗流程不规范以及贫困、人口密集等因素制约，结核病防控形势依然严峻。世界卫生组织相关数据显示，这些地区结核病新发患者数量长期处于高位，大量患者因无法及时确诊和治疗，导致疾病传播风险持续攀升。因此，这一款高效、便捷、精准的结核杆菌检测平台，有望为全球结核病防控工作的迫切需求提供助力。

团队成员进行项目研讨

从2020年，南昌大学这支青年团队就开始深入江西省的5个地市、多家基层医疗机构开展实地调研。通过与一线医护人员交流、分析临床数据，团队发现结核杆菌检测存在四大核心难题：其一富集难。早期结核病患者体内细菌数量极少，传统检测技术难以捕捉到这些微量病原体，致使早期诊断率偏低，许多患者错过最佳治疗时机，且增加了疾病传播风险。其二快检难。现有的检测方法，检测周期长达数周，严重延误患者治疗与疫情防控。而依赖昂贵的大型设备和专业实验室，则难以在基层医疗机构和偏远地区普及应用。其三量化难。在治疗过程中，由于缺乏有效手段准确评估细菌数量和活性，临床医生则无法精准判断药物疗效，也难以监测患者耐药情况，影响治疗方案的科学调整。其四自检难。目前的检测手段需专业人员在医院环境下操作，缺乏便捷的居家自检方案，给行动不便的特殊人群和偏远地区患者带来极大困扰，不仅增加了患者就医成本，还易导致部分患者放弃检测，造成治疗失败率与疾病传播概率等提升。这些来自临床一线的实际困境，坚定该团队研发新型检测技术的决心。

调研结束后，团队立即投入“结核杆菌便携检测技术”研发工作。首要任务是解决从复杂人体样本中高效分离微量结核杆菌的难题。团队借鉴食品农药残留快速检测技术思路，尝试对纳米磁珠进行表面抗体修饰，期望利用抗体与结核杆菌的特异性结合实现分离富集。但在实验过程中，由于磁珠与样本杂质的非特异性结合率过高，导致分离效果未达预期，首次尝试遭遇失败。

团队成员进行项目实验

面对这些问题，团队成员广泛查阅国内外前沿文献，在实验室中反复开展模拟实验，并积极与材料科学、生物医学工程、临床医学等多个领域专家展开交流与合作。在一次学术交流会上，中国科学院院士、高分子化学家唐本忠团队关于AIE（聚集诱导发光）材料的研究成果为团队带来了灵感。团队迅速分工协作，丁浩峰凭借专业知识和创新思维，提出将AIE分子与磁珠相结合的理论构想，为后续研发奠定基础。其他成员专注于技术实践，经过数次试验优化，将这一理论转化为可靠的检测技术。林煜奇等成员负责临床验证工作，其通过大量样本测试，不断提升检测系统的稳定性和准确性。此外，南昌大学食品学院教授专家们还为团队提供许多重要指导。最终，该团队研发出一种新型 AIE磁珠。

“该磁珠直径微小，在磁场中沉降迅速，便于进行磁性分离操作。同时，其具备强大荧光检测功能，在捕获结核杆菌后产生的荧光信号强度远超传统材料，极大提升了检测的灵敏度。”丁浩峰介绍说。

结核杆菌一站式便携检测平台（X003号模型机）操作演示

传统结核杆菌检测依赖大型实验室仪器，存在设备笨重、操作复杂等问题，在医疗资源匮乏的基层地区和野外筛查场景中，难以实现快速精准诊断。解决结核杆菌分离富集问题，在面临这一传统检测设备局限性带来的弊端，团队对核心检测模块进行重新设计，将复杂仪器拆解为多个可协同工作的微型组件，并选用轻量化材料制作设备外壳。

经过多次设计优化和反复测试，设备体积缩小至原来的十分之一，具备极高的便携性，可轻松放置于背包或车载空间，方便医护人员深入偏远地区开展检测工作。同时，团队还对检测流程进行优化，让检测装置能直接对样本进行快速分析。这样，就大幅简化样本预处理步骤，即便在资源有限的环境下，也能在短时间内完成结核杆菌筛查。这种“从大变小”的创新转变，打破了常规检测的空间限制，可为结核病的早期发现、基层防控以及偏远地区的流动筛查等，提供高效灵活的工具，利于全球范围内对结核病诊疗的可及性与时效性。

团队成员与国外专家商讨沟通

创新逐梦，青春飞扬。这支南昌大学青年科研团队通过整合纳米磁珠分离技术、聚集诱导发光（AIE）材料传感创新及微型化设备研发，成功构建结核杆菌快速检测技术体系平台。丁浩峰表示：“希望这项技术成果能够跨越地域及经济等因素障碍，惠及医疗资源匮乏地区，为世界不同地区结核病患者提供有力支持，并推动结核病防控工作迈向新高度。”（文／丁浩峰、高艺硕）

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