新款生物傳感器實(shí)現(xiàn)蛋白分子快速高靈敏電化學(xué)檢測

發(fā)展適合于現(xiàn)場快速檢測海洋生物大分子及海洋細(xì)菌的生物傳感器技術(shù)，對于及時(shí)快速地開展海洋環(huán)境監(jiān)測和評價(jià)具有重要意義。近期，中國科學(xué)院煙臺海岸帶研究所構(gòu)建了表面分子印跡聚合物電位型傳感器。

目前，對生物大分子的檢測，一般采用酶聯(lián)免疫法、生物化學(xué)測試法、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)法等技術(shù);對全細(xì)胞的檢測，則通常需要通過細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)來完成。然而，上述方法存在儀器復(fù)雜、設(shè)備昂貴、檢測耗時(shí)長等缺點(diǎn)，僅適用于實(shí)驗(yàn)室分析。

在海洋環(huán)境中，貽貝可通過其足絲分泌貽貝粘蛋白，該蛋白具有優(yōu)越的粘滯性和良好的生物相容性。近期，中國科學(xué)院煙臺海岸帶研究所研究員秦偉課題組利用聚類仿貽貝粘蛋白材料，成功構(gòu)建了表面分子印跡聚合物電位型傳感器，實(shí)現(xiàn)了對蛋白質(zhì)分子及細(xì)胞體的高靈敏、高選擇、快速電化學(xué)檢測。

他們采用基于仿貽貝粘蛋白的表面分子印跡技術(shù)，在電位型傳感器表面原位構(gòu)建了生物分子選擇性識別印跡層;利用表面分子印跡層與待測生物分子之間的高選擇性識別作用，實(shí)現(xiàn)了樣品中生物分子在傳感器表面的高選擇性分離與富集;利用聚離子作為指示離子，指示富集前后傳感器膜界面的電位變化，從而實(shí)現(xiàn)了對蛋白質(zhì)分子及細(xì)胞體的免標(biāo)記電化學(xué)檢測(如下圖)。該方法有效解決了電化學(xué)生物傳感器難以實(shí)現(xiàn)免標(biāo)記分析的難題，有望應(yīng)用于海洋病毒及海洋致病菌的現(xiàn)場快速檢測中。

相關(guān)研究成果已于近日發(fā)表在化學(xué)期刊《德國應(yīng)用化學(xué)》(Rongning Liang, Jiawang Ding, Shengshuai Gao, Wei Qin*. Mussel-Inspired Surface-Imprinted Sensors for Potentiometric Label-Free Detection of Biological Species. Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, doi: 10.1002/anie.201701892)。此外，秦偉課題組也于近期在該期刊發(fā)表了關(guān)于電化學(xué)生物傳感研究的其它成果(Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 13033–13037)。

編輯點(diǎn)評

新型生物傳感器將打破細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)受限于儀器復(fù)雜、設(shè)備昂貴、檢測耗時(shí)長等因素，實(shí)現(xiàn)了對蛋白質(zhì)分子及細(xì)胞體的高靈敏、高選擇、快速電化學(xué)檢測。