中国粉体网讯传统的生物传感器产生的信号与靶分子的浓度成正比,靶分子浓度较低时,传感器的灵敏度降低,变得容易被其他分子干扰、/p>
田span style="font-family: Arial, sans-serif">MollyStevens和同事们研制的这种新传感器则相反,靶分子浓度越低,产生的信号越强,从而能够可靠地检测到低浓度的靶分子,其可检出的最低浓度比医院现在使用的诊断方法低好几个数量级,比目前最灵敏的检测方法也至少位span style="font-family: Arial, sans-serif">10倍,有利于早期诊断疾病。以癌抗原这样的生物标志物为例,早期诊断方法是否有效,关键就在于它能否可靠地辨别浓度?span style="font-family: Arial, sans-serif">‛/span>雵span style="font-family: Arial, sans-serif">“/span>还是‛/span>痕量“/span>、span style="font-family: Arial, sans-serif">‛/span>对许多疾病来说,用现有的技术寻找早期征象简直像大海捞针一样,”Stevens说,‛/span>而我们的新技术还真能捞到那根针、span style="font-family: Arial, sans-serif">“/span>
孵育纳米星:
研究团队用直徃span style="font-family: Arial, sans-serif">50纳米的小金星(纳米星)制造传感器。金表面的传导电子发生相干振荡,形成等离子体;葡萄糖氧化酶(GOx)粘附到金星表面,作为生物催化剂,将溶液里的银离子还原为银原子。当GOx浓度较低时,银原子在纳米星周围沉积,为它们裹上一层银衣,导致其表面等离子体的共振频率加快(蓝移)。而当GOx浓度较高时,银的结晶率也较高,更容易在溶液里形成独立的晶核,纳米星表面等离子体的共振频移也较不明显。向纳米星上照射可见-近红外光,一部分光将被吸收,通过检测最大吸收峰可测定共振频率。这样,只要测出加入GOx前后的共振频率,便可非常灵敏地测宙span style="font-family: Arial, sans-serif">GOx的浓度、/p>
接下来的工作是用纳米传感器测定人们感兴趣的生物分子的浓度—–/span>在这项研究中,科学家的测定目标是前列腺癌的一种生物标志物,叫做前列腺特异性抗原(PSA)。为此,研究人员先用能从溶液?span style="font-family: Arial, sans-serif">‛/span>捝span style="font-family: Arial, sans-serif">“/span>凹span style="font-family: Arial, sans-serif">PSA的抗体包裹纳米金星,然后加入不span style="font-family: Arial, sans-serif">GOx联结在一起的另一种抗体,后者又与纳米星表面皃span style="font-family: Arial, sans-serif">PSA结合:span style="font-family: Arial, sans-serif">GOx还原银离子,使表面等离子体共振频移,从而被检测出来、/p>
通过这个技术,研究人员可以检测到浓度低至10^-18g/ml皃span style="font-family: Arial, sans-serif">PSA,这比医院里广泛使用的酶联免疫吸附法'span style="font-family: Arial, sans-serif">ELISA)所能检测到的下限低十亿倍、/p>
‛/span>靶分子浓度越低,我们的传感器产生的信号越强,”Stevens说,‛/span>所以,即使是超低浓度的靶分子,也可以非常可靠地检测出来、span style="font-family: Arial, sans-serif">“/span>
‛/span>不错的戏泔/span>“/span>9/span>
这个新技术给Quanterix公司的研究负责人DavidDuffy留下了很好的印象'span style="font-family: Arial, sans-serif">Quanterix是美国波士顿的一家开发单分子蛋白检测技术的公司),‛/span>它就像是一个精彩的戏法,独辟蹊径,“/span>他说+span style="font-family: Arial, sans-serif">‛/span>它确实把我吸引住了、span style="font-family: Arial, sans-serif">“/span>
能以很高的灵敏度检浊span style="font-family: Arial, sans-serif">PSA的方法是非常重要的。在前列腺癌手术后,PSA不应再在体内出现,除非癌症扩散或受癌症影响的组织未完全切除、/p>
以前,人们一直无法检测出超低水平皃span style="font-family: Arial, sans-serif">PSA,所以现在并不靠PSA来判断手术效果。所有患者都面临相同的风?span style="font-family: Arial, sans-serif">—–/span>他们并不知道手术的长期效果是否成功,”Duffy解释道,‛/span>毫无疑问,与金标凅span style="font-family: Arial, sans-serif">ELISA相比,这个新方法在灵敏度上向前迈了一大步、span style="font-family: Arial, sans-serif">“/span>
展望未来9/span>
英国布里斯托大学的纳米结构和电化学专宵span style="font-family: Arial, sans-serif">DavidFermin同样对这个新成果表示了赞赏,称之丹span style="font-family: Arial, sans-serif">‛/span>令人瞩目的工佛span style="font-family: Arial, sans-serif">“/span>、/p>
Fermin建议,下一步研究应该着眼于检测的特异性,即当存在潜在的干扰物质时,极低浓度的生物标志物是否能被可靠地检测出来、span style="font-family: Arial, sans-serif">‛/span>研究人员在论文中只是简单地提到了这个问题,但我认为它非常重要。我想,一定能找到巧妙的化学方法,让这个技术变得特异性很高,它着实令人激动,“/span>他说、/p>
到目前为止,研究人员只针寸span style="font-family: Arial, sans-serif">PSA这一种生物标志物进行了实验,佅span style="font-family: Arial, sans-serif">Stevens表示+span style="font-family: Arial, sans-serif">‛/span>我们相信,这一方法能用于早期诊断多种疾痄span style="font-family: Arial, sans-serif">“/span>。他们感兴趣的生物标志物还包?span style="font-family: Arial, sans-serif">p24,一种与HIV感染有关的蛋白质,精确检浊span style="font-family: Arial, sans-serif">p24将有助于诊断尚处于萌芽阶段的HIV感染、/p>