在均相體系（溶液體系）中進(jìn)行生物標(biāo)志物檢測是體外診斷領(lǐng)域的核心基礎(chǔ)。隨著大家對癌癥等疾病的了解越來越深，加上精準(zhǔn)醫(yī)療的需求越來越迫切，能不能一次檢測多種生物標(biāo)志物，成了全面、準(zhǔn)確判斷每個人疾病特點(diǎn)的關(guān)鍵。目前，要實(shí)現(xiàn)“一次測多種”，大多采取把不同的生物標(biāo)志物分在不同空間位置上檢測，比如高效液相色譜、生物芯片等技術(shù)。但如果不做空間分離，直接在同一種溶液里完成多種檢測，至今還是個難題。

基于熒光的PCR技術(shù)剛好能擺脫空間限制，可以直接在溶液里靶向檢測多種物質(zhì)，可不同熒光信號的波長容易重疊，限制了PCR技術(shù)的檢測通量。目前研究主要盯著兩個方向：一是開發(fā)波長獨(dú)特的熒光染料，特別是從紫外線到紅外線范圍；二是設(shè)計信號強(qiáng)、發(fā)光范圍窄的熒光染料。此外，研究者還嘗試用“熔解曲線”技術(shù)克服光譜重疊問題并提高檢測通量。不過這些方法雖然在提高通量方面取得了改進(jìn)，卻沒能從根本上解決熒光信號重疊這個核心難題。

針對以上挑戰(zhàn)，同濟(jì)大學(xué)附屬第十人民醫(yī)院朱小立教授、李穎川教授和上海交通大學(xué)附屬兒童醫(yī)院翁文浩教授團(tuán)隊(duì)在Science Advances上發(fā)表了題為

Spectral Fingerprint Diagnosis: Spatially Independent Analysis of Biomarker Patterns in Homogeneous System

研究團(tuán)隊(duì)利用傳統(tǒng)的熒光素進(jìn)行正交信號輸出并收集三維熒光光譜信號作為獨(dú)特的指紋，用于量化樣品中多個靶標(biāo)的豐度。結(jié)合信號放大、光譜指紋信號采集以及深度降維分析，實(shí)現(xiàn)了在溶液體系中的高通量生物標(biāo)志物分析。研究團(tuán)隊(duì)首先發(fā)展了三維光譜的光譜解碼方案，實(shí)現(xiàn)了單管10重檢測。進(jìn)一步結(jié)合深度降維分析將sf-PCR成功應(yīng)用于結(jié)直腸癌（CRC）組織的多種甲基化基因和多種呼吸道感染病原體的同時檢測。本研究克服了光譜重疊的限制和擴(kuò)大了熒光團(tuán)相容性，突出了sf-CPR作為多種臨床應(yīng)用工具的潛力。sf-PCR有望應(yīng)用于與qPCR類似的場景，也更適用于中等通量靶標(biāo)的快速檢測。

圖1.光譜指紋PCR （sf-PCR）示意圖。

上海市第十人民醫(yī)院的毛東升博士和上海市兒童醫(yī)院的張凡萍博士為該研究的共同第一作者，朱小立教授、李穎川教授和翁文浩教授為該研究的共同通訊作者。

原文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aea8943

制版人： 十一

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