HẠT NANO VÀNG VỎ ĐỒNG VÀ SINH PHẨM TÁI TỔ HỢP: TRIỂN VỌNG CHO XÉT NGHIỆM NHANH ĐỘ NHẠY CAO
Nội dung chính của bài viết
Tóm tắt
Các bệnh lý như lao và Alzheimer đòi hỏi phát hiện sớm với độ nhạy cao để can thiệp kịp thời, tuy nhiên các kỹ thuật hiện nay như ELISA, PCR còn hạn chế về chi phí và độ nhạy. Những tiến bộ gần đây trong công nghệ nano cho thấy hạt nano vàng vỏ đồng kết hợp sinh phẩm tái tổ hợp (protein hoặc aptamer) có thể khuếch đại tín hiệu màu, mở ra triển vọng cho chẩn đoán sớm siêu nhạy. Bài tổng quan này phân tích cơ chế kỹ thuật xét nghiệm kháng nguyên bằng sự hình thành vỏ nano đồng trên hạt vàng, trong đó ion Cu²⁺ được khử bởi natri ascorbate trên bề mặt AuNPs với vai trò ổn định của polyethylenimine, tạo cấu trúc Au-Cu đa giác giúp tăng cường tín hiệu plasmon. Hai biến thể được khảo sát gồm hệ kháng thể tái tổ hợp GBP-CFP10G2/GBP-50B14 phát hiện kháng nguyên lao CFP-10, Ag85B, và hệ aptamer nhận biết p-tau231 hoặc AβO42 trong Alzheimer. Các hệ này đạt giới hạn phát hiện thấp đến mức picogram/mL và có thể quan sát bằng mắt thường. Phương pháp Au@Cu thể hiện ưu điểm nổi bật về độ nhạy, chi phí thấp và khả năng tích hợp với nền tảng giấy hoặc thiết bị di động, nhưng vẫn tồn tại thách thức về tính ổn định của lớp đồng, khả năng phản ứng chéo và chuẩn hóa quy trình. Triển vọng tương lai hướng đến cải thiện vật liệu nano, tự động hóa quy trình trên nền vi kênh và ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong định lượng tín hiệu, hướng tới nền tảng xét nghiệm nhanh, chính xác và thân thiện chi phí cho chẩn đoán sớm tại cộng đồng.
Từ khóa
Nano vàng vỏ đồng, protein tái tổ hợp, aptamer, tăng cường màu, chẩn đoán sớm
Chi tiết bài viết

Bài báo này được cấp phép theo Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
Tài liệu tham khảo
2. World Health Organization. Tuberculosis. 2024. https://www.who.int/news-room/factsheets/detail/tuberculosis.
3. Zewei Yang, J.L., Jiawen Shen, Huiru Cao, Yuhan Wang, Sensen Hu, Yulu Du, Yange Wang, Zhongyi Yan, Longxiang Xie, Qiming Li, Salwa E. Gomaa, Shejuan Liu, Xianghui Li and Jicheng Li. Recent progress in tuberculosis diagnosis: insights into blood-based biomarkers and emerging technologies. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 2025. 15,1567592. DOI: 10.3389/fcimb.2025.1567592
4. K.V.L. Keerthi, N.N.S., O Brunda Sree, Naguru Subbamma, O. Adithya Karthikeya and Abhinaya Varma N. Early Detection of Tuberculosis Using SVM and FCM. Proceedings of the 1st International Conference on Research and Development in Information. Communication, and Computing Technologies. 2025.
5. Bruno Dubois, C.A.F.v.A., Nerida Burnie, Sasha Bozeat and Jeffrey Cummings. Biomarkers in Alzheimer’s disease: role in early and differential diagnosis and recognition of atypical variants. Alzheimer’s Research & Therapy. 2023. 15(1),175. DOI: 10.1186/s13195-023-01314-6.
6. Karim Gasmi, A.A., Najib Ben Aoun, Mohamed O. Altaieb, Alameen E. M. Abdalrahman, Omer Hamid, Sahar Almenwer, Lassaad Ben Ammar, Samia Yahyaoui and Manel Mrabet. Early Tuberculosis Detection via Privacy-Preserving, Adaptive-Weighted Deep Models. Diagnostics. 2026. 16(2), 204. DOI: 10.3390/diagnostics16020204.
7. Phan, L.M.T., et al. Nanomaterial-based Optical and Electrochemical Biosensors for Amyloid beta and Tau: Potential for early diagnosis of Alzheimer’s Disease. Expert Review of Molecular Diagnostics. 2021. 21(2), 175-193. DOI: 10.1080/14737159.2021.1887732.
8. Chuntae Kim, M.S.K., Iruthayapandi Selestin Raja, Yoon Ki Joung, Dong-Wook Han, Advancements in nanobiosensor technologies for in-vitro diagnostics to point of care testing. Heliyon. 2024. 10(22), e40306. DOI: 10.1016/j.heliyon.2024.e40306.
9. Mansi Parihar, N.W.N., Sahana, Rajib Biswas, Budheswar Dehury and Nirmal Mazumder. Point-of-care biosensors for infectious disease diagnosis: recent updates and prospects. Royal Society of Chemistry. 2025. 15(36),29267–29283. DOI: 10.1039/d5ra03897a.
10. Yubeen Lee, I.H., Sang Baek Sim and Jin-Ha Choi. Colorimetric Biosensors: Advancements in Nanomaterials and Cutting-Edge Detection Strategies. Biosensors. 2025. 15(6), 362. DOI: 10.3390/bios15060362
11. Phan, L.-M.-T. and S. Cho. A Multi-Chamber Paper-Based Platform for the Detection of Amyloid β Oligomers 42 via Copper-Enhanced Gold Immunoblotting. Biomolecules. 2021. 11(7),948. DOI: 10.3390/biom11070948
12. Le Minh Tu Phan, L.M.T.P., et al. Gold-copper nanoshell dot-blot immunoassay for naked-eye sensitive detection of tuberculosis specific CFP-10 antigen. Biosens Bioelectron. 2018. 121,111-117. DOI: 10.1016/j.bios.2018.08.068.
13. Phan, L.M.T., et al. Reliable naked-eye detection of Mycobacterium tuberculosis antigen 85B using gold and copper nanoshell-enhanced immunoblotting techniques. Sensors and Actuators B: Chemical. 2020. 317, 128220. DOI:10.1016/j.snb.2020.128220.
14. Surti, P.V., et al. Progress on dot-blot assay as a promising analytical tool: Detection from molecules to cells. TrAC Trends in Analytical Chemistry. 2022. 157, 116736. DOI:10.1016/j.trac.2022.116736.
15. Rudroju Anusha, A.Y., Eragari Nikhitha, Bheemari Harshitha, Algola Vamshi Krishna, Dudekula Baji Baba. A review on core shell nanoparticles: classes, synthesis, characterization of core shell nanoparticles. International Journal of Basic & Clinical Pharmacology. 2025. 14(4), 614-622. DOI:10.18203/2319-2003.ijbcp20251848
16. Hatice Duman, E.A.s., Furkan Eker , Mikhael Bechelany, and Sercan Karav. Gold Nanoparticles: Multifunctional Properties, Synthesis, and Future Prospects. Nanomaterials. 2024. 14(22),1805. DOI: 10.3390/nano14221805.
17. Rui Wu, Q.D., Hairan Zhang, Pengfei Zhang, Xiaoyun Lei, Fagen Zhang. A comprehensive Review: The approach for fabrication of Core/Shell Au nanocomposite and Modification, Properties, applications of Au NPs. Journal of Saudi Chemical Society. 2024. (4),614-622. DOI:10.18203/2319-2003.ijbcp20251848.
18. Duan, H., et al. Avoiding the self-nucleation interference: a pH-regulated gold in situ growth strategy to enable ultrasensitive immunochromatographic diagnostics. Theranostics. 2022. 12(6), 2801. DOI: 10.7150/thno.70092.
19. Ferrari, E. Gold nanoparticle-based plasmonic biosensors. Biosensors. 2023. 13(3), 411. DOI: 10.3390/bios13030411.
20. Sathishkumar, N. and B.J. Toley. Direct comparison of colorimetric signal amplification techniques in lateral flow immunoassays. Analytical Methods. 2024. 16(42), 7200-7209. DOI:10.1039/D4AY01416B.
21. Mir Hadi Jazayeri, H.A., Ali Akbar Pourfatollah, and B.S. Hamidreza Pazoki-Toroudi e, Various methods of gold nanoparticles (GNPs) conjugation to antibodies. Sensing and BioSensing Research. 2016. DOI:10.1016/j.sbsr.2016.04.002.
22. Phan, L.M.T. and S. Cho. Fluorescent aptasensor and colorimetric aptablot for p-tau231 detection: Toward early diagnosis of Alzheimer’s disease. Biomedicines. 2022. 10(1), 93. DOI: 10.3390/biomedicines10010093.
23. Sati, A., et al. From Past to Present: Gold Nanoparticles (AuNPs) in Daily Life-Synthesis Mechanisms, Influencing Factors, Characterization, Toxicity, and Emerging Applications in Biomedicine, Nanoelectronics, and Materials Science. ACS Omega. 2025. 10(31), 3399934087. DOI: 10.1021/acsomega.5c03162.
24. Zhang, Y., I.D. McKelvie, R.W. Cattrall, and S.D. Kolev. Colorimetric detection based on localised surface plasmon resonance of gold nanoparticles: Merits, inherent shortcomings and future prospects. Talanta. 2016. 152, 410-422. DOI: 1016/j.talanta.2016.02.015.
25. Kant, T., K. Shrivas, and N.S. Dahariya. Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR) of Nanomaterials for Colorimetric Detection: A Review. Current Indian Science. 2024. 2(1), e2210299X281976. DOI:10.2174/012210299X281976240527072849.
26. Kim, M.W., et al. Fabrication of a paper strip for facile and rapid detection of bovine viral diarrhea virus via signal enhancement by copper polyhedral nanoshells. RSC advances. 2020. 10(50), 29759-29764. DOI: 10.1039/d0ra03677c.
27. Scherrer, S., P. Landolt, U. Friedel, and R. Stephan. Distribution and expression of esat-6 and cfp-10 in non-tuberculous mycobacteria isolated from lymph nodes of slaughtered cattle in Switzerland. Journal of Veterinary Diagnostic Investigation. 2019. 31(2), 217-221. DOI: 10.1177/1040638718824074.
28. Zhang, W., et al. Antigen 85B peptidomic analysis allows species-specific mycobacterial identification. Clinical Proteomics. 2018. 15(1), 1. DOI: 10.1186/s12014-017-9177-6.
29. Jenkins, A.O., et al. Cross reactive immune responses in cattle arising from exposure to Mycobacterium bovis and non-tuberculous mycobacteria. Preventive Veterinary Medicine. 2018. 152, 16-22. DOI: 10.1016/j.prevetmed.2018.02.003.
30. Kumar, G., et al. Serodiagnostic efficacy of Mycobacterium tuberculosis 30/32-kDa mycolyl transferase complex, ESAT-6, and CFP-10 in patients with active tuberculosis. Archivum immunologiae et therapiae experimentalis. 2010. 58(1), 57-65. DOI: 10.1007/s00005-009-0055-4.
31. Sun, J., et al. Diagnostic value of tuberculosis-Specific antigens Ag85B, ESAT-6 and CFP10 in pulmonary tuberculosis. Journal of Clinical Tuberculosis and Other Mycobacterial Diseases. 2024. 37, 100486. DOI: 10.1016/j.jctube.2024.100486
32. Parakh, A., et al. Artificial Intelligence and Machine Learning for Colorimetric Detections: Techniques, Applications, and Future Prospects. Trends in Environmental Analytical Chemistry. 2025. e00280. DOI:10.1016/j.teac.2025.e00280.