丙型肝炎病毒(HCV)是一种正链RNA病毒，属于黄病毒科。HCV感染大多数早期无明显症状，长期感染可发展为肝纤维化、肝硬化，甚至发展为肝癌，严重危及患者生命健康。在临床诊断方面，抗体血清学检测和实时荧光定量PCR检测被认为是诊断HCV感染的金标准。由于检测方法的限制，抗体血清学无法对处于感染窗口期的丙肝病毒进行检测。实时荧光定量PCR由于操作相对繁琐、人员专业化程度要求高和设备昂贵等因素，极大地限制了丙肝病毒早期诊断的应用推广。因此，建立一种灵敏度高、特异性强的HCV RNA检测新方法，对丙肝病毒早期诊断具有重要意义。
为获得更为直观的检测方式，尽可能摆脱传统检测手段的诸多限制，中国科学院苏州医工所韩坤课题组以石墨烯量子点/银纳米颗粒复合物为基础，设计了可视化的HCV检测新方法。在室温条件下，通过原位生长的方式制备石墨烯量子点/银纳米颗粒复合物，该复合物既解决了银纳米颗粒的易团聚的问题，又可作为显色基底实现直观的信号输出。当有靶标HCV RNA存在时，通过DNA行走策略，触发催化发卡环自组装反应，可将葡萄糖氧化酶偶联至发卡环末端。葡萄糖氧化酶可催化产生过氧化氢，将淡黄色的石墨烯量子点/银纳米颗粒复合物转化为无色透明。该策略在HCV RNA检测时，检测限低至24.84 pM，在HCV RNA的早期诊断方面具有潜在应用。
该研究成果“A visual method for determination of hepatitis C virus RNAs based on a 3D nanocomposite prepared from graphene quantum dots”发表在一区杂志Analytica Chimica Acta上（(2022), 1203, 339693），李夷飞为第一作者，韩坤研究员和苏州大学附属第一医院陈祖涛主任为共同通讯作者。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.aca.2022.339693
该项工作得到国家自然科学基金（31500805）、中国科学院青年创新促进会（2015261）、“江苏省333高层次人才培养工程”和苏州市科技计划项目（SYG201508）等项目的经费支持。
此外，围绕HCV的窗口期诊断的需求，团队前期将碳基纳米材料的特殊性能和生物传感策略有机结合，发展了多种基于碳基纳米材料的HCV核酸的检测方法。如：基于氧化石墨烯对单链DNA和双链DNA吸附力的显著差异，构建了一种核酸辅助的磁性石墨烯与铜纳米颗粒的纳米复合物体系，实现HCV亚型核酸的电化学灵敏检测。基于葫芦脲[7]和亚甲基蓝的主客体作用以及核酸外切酶III的信号放大，进一步降低检测限。
上述方法为HCV的早期诊断提供了新思路，下一步该团队将进一步提高检测结果的灵敏性和稳定性，推动该技术在丙型肝炎的早期诊断和筛查中的转化应用。