随着医学技术的飞速发展，病毒检测技术在近年来取得了巨大的进步。这些新技术不仅提高了检测的速度和准确性，还为病毒的早期发现和治疗提供了强有力的支持。 

一、基于核酸扩增的检测技术

1. 实时荧光PCR技术 

实时荧光PCR（聚合酶链式反应）是目前国际公认的病原体检测应用最广泛和稳定的分子检测技术。在呼吸道传染病病原体实验室确证中，实时荧光PCR技术具有不可替代的地位和作用。这种技术通过特定的荧光探针，能够实时监测PCR反应过程中DNA或RNA的扩增情况。 

实时荧光PCR技术的核心在于荧光探针，根据荧光探针结构的不同，可分为水解探针、分子信标探针、杂交探针、蝎型探针及复合基因探针等。其中，复合基因探针具有背景低、灵敏度高的优势。新冠病毒核酸检测产品中，90%以上采用的是实时荧光PCR技术。 

2. CRISPR/Cas技术

  CRISPR/Cas系统是一种近年来飞速发展的基因编辑技术，它在病原体检测领域的应用也愈发广泛。CRISPR/Cas技术具有快速、灵敏、特异、廉价等特性，适用于多种病原体的检测。目前，用于呼吸道病原体检测的主要有CRISPR/Cas12和CRISPR/Cas13等系统。 

CRISPR/Cas13检测系统通过设计特定的sgRNA（单链引导RNA），识别并切割目标病毒的RNA片段，激活Cas13酶活性，从而切割报告分子并产生信号。例如，张锋等开发了一种基于CRISPR/Cas13的SHERLOCK技术，为SARS-CoV-2提供了快速准确的诊断方法。该技术通过试纸条辨识信号位置的不同，确认是否感染SARS-CoV-2。 

诺贝尔奖获得者Doudna等报道了一种CRISPR/Cas13a和手机直接检测新冠病毒RNA的方法。这种方法通过小型精简的手机摄像头进行荧光测试，具有高灵敏度、强连接性以及GPS和数据处理功能，可以应用到资源匮乏地区，实现即时检测。 

二、基因芯片技术

基因芯片，又称为DNA芯片或DNA微阵列，是生物芯片技术中发展最成熟、最先进入应用和实现商品化的技术。基因芯片技术通过将DNA探针或在固相支持物（如玻片、硅片、尼龙膜等）上原位合成的寡核苷酸固定于支持物表面，与待分析的标记样品杂交，从而得到样品的遗传信息。 

传统的基因芯片显像和分析方法基于有机荧光染料的激发荧光，虽然成熟简便，但存在光淬灭、信号强度低、光谱重叠等缺点，影响检测信号的灵敏性、均一性和重复性。为解决这些问题，我国研究者发明了高灵敏可视化生物芯片技术，研制出纳米金复合底物Nanogold-DAB，通过酶催化和银离子还原显色2次信号放大，灵敏度比传统方法提高10倍以上。这种新技术创新设计了全封闭防污染芯片结构，成功研制了全新的自动化生物芯片检测仪，实现了扩增、杂交、检测和分析一体化。基于可视化生物芯片技术研制的流感病毒分型基因芯片，获得了首个可视化生物芯片产品的注册证书。 

三、免疫检测新技术

免疫检测技术通过检测病原体抗原或抗体来识别病原体。近年来，纳米标记材料在免疫层析检测中的应用日益广泛，常用的纳米标记材料包括胶体金和荧光纳米材料等。 

1. 量子点免疫层析技术 

量子点（Quantum dots, QDs）是一种2~20nm尺寸的半导体纳米材料，具有带隙能和荧光能尺寸可调的性质。典型的量子点材料为CdSe/ZnS核-壳结构，ZnS外壳可钝化CdSe内核表面，防止内核氧化或分解。与传统的有机荧光探针相比，量子点具有无光致漂白作用、性质稳定、高量子效率、吸收光谱宽、发射光谱窄等优点，可由单一光源激发多种波长量子点，具有多通道检测能力。 

采用量子点标记检测代替传统的胶体金标记技术，可实现具有高灵敏、多通道、定量检测能力的荧光免疫层析技术。这种技术不仅提高了检测的灵敏度，还实现了多通道检测，为复杂样本的快速诊断提供了有力支持。 

2. 表面增强拉曼光谱（SERS）免疫层析技术 

表面增强拉曼光谱是一种表征分子结构振动的指纹光谱，在表面科学、材料表征、痕量检测、生命科学等方面有着广泛应用前景。SERS技术通过贵金属增强基底，使吸附于其表面的分子SERS信号比普通拉曼信号增强104~107倍。 

近年来，研究者们将SERS技术应用于免疫层析检测中，开发出磁免疫富集SERS免疫层析技术。这种技术通过单分散的Fe3O4磁核表面以带正电的聚乙烯亚胺静电吸附大量纳米金颗粒作为种子，还原一层银壳，吸附拉曼报告分子，并共价偶联修饰甲型流感病毒和腺病毒的抗体。功能化的磁性SERS标签可实现从复杂样本中免疫结合、磁富集病毒颗粒，并结合免疫层析试纸条，实现快速高灵敏的SERS检测。通过磁富集和SERS增强双重机制，使检测限比胶体金法降低了2000倍。 

四、HIV-1 DNA载量检测技术

HIV是一种狡猾的RNA病毒，进入人体后迅速潜入免疫细胞CD4细胞中，通过逆转录过程转化为DNA，整合到基因组中，形成HIV-1 DNA。HIV-1 DNA就像病毒的“潜伏者”，即使在抗病毒药物的作用下，也能在细胞内潜伏，成为“病毒库”，等待机会再次“复活”。 

HIV-1 DNA载量检测技术可以反映抗病毒治疗的效果，预测病毒反弹的时间，简化治疗方案，预测长期预后，并缩短窗口期。当DNA载量下降时，意味着病毒得到了有效控制，患者的免疫系统正在逐步恢复。如果治疗中断后，病毒载量迅速上升，可能意味着病毒对治疗产生了抗性，需要及时调整治疗方案。HIV-1 DNA载量检测比RNA检测具有更高的灵敏度，能够揭示病毒在体内的“根基”有多深厚，为个性化精准治疗与长期病情管理提供了新的手段。 

五、无线无源多功能呼吸道病原体检测系统

香港城市大学于欣格教授与北京航空航天大学常凌乾教授联合香港大学黄建东教授、四川大学华西医院胡文闯教授报道了一种无线无源多功能呼吸道病原体检测系统。该系统可以连续快速捕获并检测呼吸活动产生的气态病原体样品，通过机器学习对病人感染病毒后的症状严重性进行实时快速诊断预测。研究者们开发了具有气液界面的气溶胶微流道结构，在气液界面处实现了对病毒的连续快速捕获。通过将免疫生物传感器、呼吸频率传感器、温度传感器和NFC无线通信芯片一体化集成，借助机器学习技术，实现了通过呼吸活动对感染及其症状严重性的快速准确诊断。该技术无需人工采样和复杂的样品预处理，避免了依赖昂贵的大型设备，频繁更换电源及繁琐的实验室检测流程。实验招募了42位志愿者，以新冠病毒为例对新技术进行了检验。测试结果表明，该技术可以在1分钟内实现对阳性及阴性健康状态的诊断，通过吹气检测，4分钟准确率达到100%；通过呼吸检测，25分钟准确率达到100%。 

这一小型化可穿戴的集成生物电子技术，可以快速高效地从空气中捕获气态病原体样品，并实现对抗原蛋白的快速现场识别，不仅适用于新冠病毒检测，还适用于流感病毒等其他呼吸道病原体的检测。 

六、基于膜状信号标签的多重免疫层析技术

广东省人民医院顾兵教授团队联合军事医学研究院王升启教授团队，针对感染性疾病的早期诊断，以膜状信号标签为基础，研发了多靶标、快速、高敏、准确检测病原体的新技术。该团队创新研发出以单层氧化石墨烯薄膜为载体的高性能柔性膜状纳米探针，通过引入高灵敏量子点荧光标记和表面增强拉曼光谱（SERS）分子标记，开发出用于呼吸道病原体和常见病原菌联检的高灵敏免疫层析检测试剂。相对于传统的球形纳米材料，该探针具有更大的相对表面积、更高的抗体载量和更强的光学信号，能够快速包裹在目标病原体的表面，以改善病原/探针复合物在试纸条上的流动性和稳定性，从而显著提高传统技术的灵敏度和检测通量。 

利用膜状多层量子点探针构建用于同时检测新型冠状病毒（SARS-CoV-2）、甲型流感病毒和腺病毒的三通道免疫层析试纸条，检测限分别达到8 pg/mL、488 copies/mL和471 copies/mL，检测时间小于15分钟。该方法的灵敏度比传统胶体金试纸条提高了约100倍，比商业化的ELISA试剂盒提高了12倍。此外，该多通道试纸条在真实呼吸道样本添加实验和多种SARS-CoV-2变异株检测中表现出优异的性能，具有开发成为高灵敏现场检测试剂的潜力。 

结语

病毒检测技术的飞速发展，不仅提高了检测的速度和准确性，还为病毒的早期发现和治疗提供了强有力的支持。从基于核酸扩增的实时荧光PCR技术、CRISPR/Cas技术，到基因芯片技术、免疫检测新技术，再到HIV-1 DNA载量检测技术、无线无源多功能呼吸道病原体检测系统以及基于膜状信号标签的多重免疫层析技术，这些新技术各具特色，为感染性疾病的诊断和治疗带来了新的希望。