作為一種體外診斷技術，磁性生物傳感技術是一種結合了工程技術、納米技術和生物技術新型診斷手段，能夠無損、快速定量復雜生物成分中的標志物，為重大疾病早期診斷、重大疫情防控、醫院分級診療等提供重要依據。

近日，中國科學院上海微系統與信息技術研究所董慧課題組、丁古巧課題組、上海科技大學馬培翔副研究員以及德國于利希研究中心Hans-Joachim Krause教授共同在極低場磁共振系統（ULF NMR）中開發出檢測病毒和蛋白相互作用的磁性生物傳感技術。

該技術將自主設計的高性能磁性石墨烯量子點（GPG）與病毒特異性抗體（Ab）偶聯構建生物傳感探針，在磁場強度為0.0001 T 的ULF NMR系統中利用超導量子干涉器（SQUID）實現高靈敏度檢測（圖A）。該方法全程無需開蓋，具有較高的安全性，同時可以實時觀察分子的相互作用開展動力學研究。

在本項目中，病毒與探針結合的時間動力學過程可在ULF NMR系統中通過實時觀測弛豫時間（T1）的變化來反映（圖B）。經一系列優化后，該檢測技術可在2分鐘內獲得檢測結果，檢測靈敏度為248 Particles/mL （圖C）。

圖A. 在ULF NMR系統中使用基于石墨烯量子點的探針進行病毒和蛋白相互作用檢測示意圖；

圖B. 探針與病毒結合的動力學數據；

圖C. 利用磁性生物傳感技術檢測病毒的檢測靈敏度

該檢測技術不僅為病毒蛋白相互作用研究提供了新思路，也為新型碳基磁性納米顆粒拓展了應用場景，同時也是ULF NMR系統應用領域的一次重要探索，為未來磁性石墨烯量子點在ULF NMR系統中的相關應用奠定了重要基礎。

相關工作“Magnetic Graphene Quantum Dots Facilitate Closed-Tube One-Step Detection of SARS-CoV-2 with Ultra-Low Field NMR Relaxometry”近期在線發表于傳感器領域重要期刊Sensors and Actuators B： Chemical，中國科學院上海微系統與信息技術研究所博士研究生李永強與上海科技大學馬培翔副研究員為共同第一作者，上海微系統與信息技術研究所楊思維助理研究員、丁古巧研究員和董慧研究員為共同通訊作者。

相關工作得到了國家自然科學基金（11874378、11804353、11774368）、上海市科學技術委員會（19511107100）和中德研究中心促進項目（M-0022）的支持。

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https://doi.org/10.1016/j.snb.2021.129786

編輯：jq