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基于納米孔技術(shù)的生物標志物檢測研究取得進展
2025年05月30日 10:07:54
來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：5821
近日，中國科學院化學研究所吳海臣課題組開展了基于納米孔技術(shù)的生物標志物檢測研究，取得了系列研究進展。相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然-納米技術(shù)》(Nature Nanotechnology)上。
近年來，隨著生命科學和納米技術(shù)的快速發(fā)展，基于納米孔技術(shù)的生物標志物檢測研究取得了顯著進展。這一技術(shù)以其高靈敏度、快速響應和低成本等優(yōu)勢，在疾病診斷、藥物研發(fā)以及環(huán)境監(jiān)測等領域展現(xiàn)出廣泛的應用前景。
就在近日，中國科學院化學研究所吳海臣課題組開展了基于納米孔技術(shù)的生物標志物檢測研究，取得了系列研究進展。相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然-納米技術(shù)》(Nature Nanotechnology)上。研究工作得到國家自然科學基金委、中國科學院的支持。
在疾病發(fā)生發(fā)展進程中，病理器官和細胞會向循環(huán)系統(tǒng)釋放特定的生物標志物。這些標志物能夠動態(tài)反映疾病的發(fā)生發(fā)展和免疫應答等生理過程，為臨床診斷和干預提供關(guān)鍵信息。因此，一種高靈敏度、高通量的生物標志物檢測手段對于疾病的早期篩查、治療監(jiān)控和預后都至關(guān)重要。
早在上世紀中葉，血清癌癥標志物檢測就已作為輔助診斷手段應用于臨床診療。其中，酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)是應用最廣泛的方法。然而，傳統(tǒng)ELISA的信號輸出依賴于比色法，導致其靈敏度和多重檢測通量難以滿足早期癌癥檢測的要求。盡管近年來的技術(shù)發(fā)展在一定程度上改善了傳統(tǒng)ELISA的檢測效果，但仍難以滿足疾病早期診斷的需求。
在本次研究中，科研團隊構(gòu)建了ELISA中常用的幾種酶的特異性響應多肽探針FGXD8⊂CB[7]，用其代替?zhèn)鹘y(tǒng)的顯色底物用于ELISA的酶促反應。在反應結(jié)束后，使用α-溶血素納米孔對酶促反應產(chǎn)物進行檢測，建立探針信號頻率與待測物濃度的關(guān)系，從而實現(xiàn)生物標志物的定量檢測。
這類多肽探針在夾心法ELISA和競爭法ELISA的應用中均表現(xiàn)出優(yōu)異的檢測靈敏度，檢出限最低可達阿摩爾(aM)級。此探針信號特征性強，無相互串擾，能夠?qū)崿F(xiàn)6種生物標志物的同時定量分析。在臨床血液樣本檢測中，與臨床通用檢測方法化學發(fā)光免疫分析的結(jié)果吻合度超過90%，且檢出限低3-4個數(shù)量級。
基于納米孔技術(shù)的生物標志物檢測研究取得的這一進展，為生命科學與醫(yī)學領域注入了新的活力。隨著技術(shù)的不斷完善與發(fā)展，其有望推廣到其他生物標志物的檢測應用中，為更多領域提供新的技術(shù)手段。
素材來源：中國科學院化學研究所
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