基于糖类的传感器实现蛇毒的快速低成本检测

图片来源：《生物大分子》（Biomacromolecules，2025）。DOI：10.1021/acs.biomac.5c00125

华威大学的研究人员发表了首个基于合成糖类的蛇毒检测试验，为快速诊断和开发更有效的抗蛇毒血清开辟了新途径。

全球每 5 分钟就有 50 人被蛇咬伤，其中 4 人会永久残疾，1 人死亡。在被咬伤后的关键时间内，识别进入体内的蛇毒类型对于挽救生命和提供最佳治疗至关重要。

世界卫生组织（WHO）将蛇毒中毒列为被忽视的热带病，目前大多数诊断和治疗方法依赖抗体。但抗体检测存在成本高、流程长、结果不稳定等问题，且缺乏可靠、低成本、普及性强的替代方案。

在发表于《美国化学学会生物大分子》（ACS Biomacromolecules）的新研究中，华威大学团队展示了一种廉价快速的替代方法 —— 基于糖聚合物的紫外 - 可见（UV-vis）蛇毒检测试验，并以西部菱斑响尾蛇（Crotalus atrox）毒液的特异性检测为例验证了该概念。

该研究的领导者、华威大学助理教授、贝克人道主义化学小组负责人亚历克斯・贝克（Alex Baker）博士表示：“蛇毒成分复杂，检测其中的毒素极具挑战性，但对拯救生命至关重要。我们开发的检测方法利用合成糖类模拟人体内毒素天然结合的糖分子，并通过信号放大系统使检测结果可视化。这种方法为超越抗体技术、实现快速廉价的蛇咬伤检测奠定了基础，有望改善患者预后。”

西部菱斑响尾蛇的毒液进化出了与人体细胞（如红细胞和血小板）表面特定糖分子结合的能力，尤其是与半乳糖末端聚糖（以半乳糖结尾的糖链）结合。这种结合会破坏血液凝固或干扰免疫反应，导致残疾和死亡。

为开发针对该蛇毒的检测试验，研究团队设计了模拟毒液蛋白靶向的天然糖受体的合成糖链（糖聚合物），并将其连接到金纳米颗粒上以放大反应信号并可视化 —— 当毒液毒素与合成糖结合时，检测试剂会发生颜色变化。

第一作者、贝克研究小组的校友马赫迪・赫兹瓦尼（Mahdi Hezwani）指出：“这种检测方法可能彻底改变蛇毒中毒的诊断。例如，当我们测试印度眼镜蛇（Naja naja）的毒液时，发现其不与结合西部菱斑响尾蛇毒液的合成聚糖相互作用，表明该试验有望通过毒素的糖结合特性区分不同蛇毒。”

这是首个利用糖类在快速检测系统中诊断蛇毒的案例，其技术基础源自华威大学团队此前用于新冠病毒检测的糖纳米颗粒平台。

这种新型检测方法具有速度快、成本低、易储存的特点，且可通过定制合成糖来识别特定毒素。它是华威大学新推出的 STEM Connect 计划所推动的创新解决方案的典范。

更多信息：Mahdi Hezwani 等，《用于检测西部菱斑响尾蛇（Crotalus atrox）毒液的糖聚合物功能化金纳米颗粒》，《生物大分子》（2025）。DOI：10.1021/acs.biomac.5c00125

期刊信息：《生物大分子》

来源：华威大学

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