最近，浙大科研人员报告了一种 具有控释功能的纳米多孔水凝胶，用于快速、精确和无抑制地分析粗食品样品中的核酸，而不是在散装溶液中进行核酸扩增。 具有纳米多孔结构的交联 PEG水凝胶具有吸附、释放、分离、限制和自清洁能力。当数字环路介导的等温扩增 (LAMP) 在该水凝胶内进行时，周围的纳米结构充当试剂存储的临时储库，并在扩增期间或之后根据需要释放它们。同时，水凝胶受限的纳米限制环境也有利于酶促放大过程。因此，获得了增强的信号读出、强大的抗抑制、更快的扩增速率、更多的产物产量和没有引物二聚体的特异性扩增。
此外，未经处 理的复杂食品样品的直接扩增在没有任何样品预处理的情况下在水凝胶内成功进行，而传统的液滴数字 LAMP 未能检测到。直接在新鲜水果和蔬菜中对大肠杆菌和伤寒沙门氏菌进行绝对定量，可在 20 分钟内实现，精确度和灵敏度低至单细胞。这种新颖的水凝胶实验室概念对于未来的分子诊断分析具有巨大的潜力，也可以应用于其他即时检测。
图 1. (a) 用于 POCT 核酸检测的 LAMP-in-水凝胶系统示意图。(b) 放大后水凝胶的 3D 图示。(c) 水凝胶芯片的照片。(d) 冷冻干燥后交联 PEG 水凝胶的 SEM 图像。(e) 角频率从 0.1 到 100rad/s 逐渐增加时 PEG 水凝胶的复数模量变化。
图 2. 水凝胶内增强的信号对比。
图 4. (a) 溶液或水凝胶中的实时扩增曲线。等式（1）用于拟合这些实时测量点。(b) 水凝胶或溶液中阳性和阴性对照的熔解曲线。(c) 在本体溶液或水凝胶中进行的 LAMP 产品的琼脂糖凝胶电泳结果。
图 5. (a) LAMP 与一系列浓度的大肠杆菌基因组反应后水凝胶的终点荧光图像。(b) 水凝胶计数与加标大肠杆菌基因组浓度的比较。荧光计数用于准确计数加标细菌。(c) 实验中使用的未加工葡萄汁和橙汁的照片。(d) LAMP 在水凝胶或溶液中对含有大肠杆菌的各种基质进行的实时荧光曲线。(e,f) 在未经处理的新鲜葡萄汁和橙汁中，通过 ddLAMP 或水凝胶 LAMP 获得的大肠杆菌（e）和伤寒沙门氏菌（f）的计数结果比较。
相关论文以题为 Hydrogel for fast, precise and inhibition-free point-of-care bacteria analysis in crude food samples 发表在《 Biomaterials 》上。 通讯作者兼第一作者 是 浙江大学 林星宇百人计划研究员 。
参考文献 ：
doi.org/10.1016/j.biomaterials.2021.121278