适体是一种基于核酸的生物传感器,能够结合特定的蛋白质或小分子,提供了一种识别目标分子的方法,而不需要复杂的分析仪器。虽然越来越多地用于各种疾病的诊断应用,但它们作为癌症有效传感器的潜力尤其值得注意,因为癌症的早期检测可以导致90%以上的治愈率
然而,适体面临着严重的限制,因为它们容易被血液或唾液等生物样本中的核酸酶或带电蛋白降解或聚集。这使得在不首先去除这些分子的情况下直接在临床样品中使用它们具有挑战性。最近,浦项科技大学的一组研究人员使用蛋白质微胶囊解决了这个问题
由韩国理工大学材料科学与工程系的Seung Soo Oh和Sungwook Woo教授以及博士候选人Jinmin Kim领导的研究团队开发了一种适体传感器系统,该系统可以直接从生物样品中快速检测目标分子,无需预处理过程。这项研究已发表在《生物传感器与生物电子学》上
在这项研究中,该团队基于蛋白质-聚合物两亲物的自组装,创建了称为蛋白质体的球形微胶囊。该微胶囊被设计为包含基于结构转换适体的适体传感器,该适体与目标分子反应,瞬间产生荧光信号,其表面由尺寸选择性半透膜组成,该膜选择性地仅允许小目标分子通过,同时有效地阻断大的有害蛋白质的进入
结果表明,即使在未经处理的生物流体中,适体传感器也能完全保持目标检测的最佳性能,从而能够有效快速地检测目标分子,如雌二醇,一种与生殖器官癌症相关的重要雌性激素,多巴胺,一种指示帕金森病或阿尔茨海默病的神经递质,以及可卡因,这是一种经常需要现场快速检测的受控物质
研究人员开发的胶囊对有害蛋白质具有强大的保护作用
例如,容纳在微胶囊内的适体酶传感器在高浓度核酸酶溶液中保持18小时未受损,约为正常血清水平的300000倍。此外,通过利用每个胶囊作为独立“反应容器”的特性,研究人员展示了多个适体传感器在同一混合物中的独立操作,从而能够同时实时感测多个目标分子并监测其各自的浓度变化
领导这项研究的Seung-Soo Oh教授解释道:“通过整合样本分离和靶点检测,我们开创了一种新的小分子护理点生物传感器技术,该技术直接适用于血清等生物样本。该平台有可能彻底改变医学,涵盖早期疾病检测和个性化治疗。”
博士候选人金敏金说:“基于蛋白质体的传感平台是一个多功能系统,因为它可以通过简单地改变内部的适体传感器扩展到各种目标分子的传感器。”
Provided by Pohang University of Science and Technology
2025-06-09
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2025-06-08
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