高通量生物传感器测量指示疾病的代谢物水平

金泽大学纳米生命科学研究所（WPI NanoLSI）的研究人员开发了一种生物传感器，可以在不需要样品纯化的情况下，将尿液中1-甲基烟酰胺（1-MNA）的灵敏度提高几个数量级。这项工作发表在《分析化学》杂志上

代谢产物是疾病的常见指标。特别是，1-NA水平因癌症、肝病、肥胖和代谢性疾病而增加。目前，质谱和核磁共振测量通常用于测量样品中代谢物的数量，但它们昂贵且复杂，限制了它们的广泛使用

相反，金泽WPI NanoLSI的Masaya Ueno、Tomoki Ogoshi和Atsushi Hirao使用一种柱撑烯分子作为生物传感器，在提高灵敏度和特异性的同时，避免了对其他1-mRNA生物传感分子进行高纯度纯化的需要

因此，它提供了一种NNMT活性的测量方法，NNMT活性在某些癌症中升高。有证据表明，1-mRNA水平与肿瘤的侵袭性有关，抑制NNMT基因可以减轻疾病的某些行为症状

研究人员在他们的报告中解释说，“通过定量1-mRNA来监测患者的NNMT表达和活性对于阐明和诊断他们的病理学非常重要。”

此前，他们已经证明了用12个羧酸根阴离子（P6AC）官能化的分子柱[6]芳烃作为1-mRNA传感器的一些潜力，因为它与1-mRNA结合并抑制了光诱导电子转移引起的荧光

然而，需要广泛的样品纯化，即使在那时，尽管可以检测小鼠尿液中的毫摩尔浓度，但P6AC生物传感器缺乏检测人类癌症细胞培养上清液中发现的微摩尔浓度的灵敏度

为了找到一种灵敏度更高的生物传感器，研究人员研究了1-MNA与磺酸基官能化的柱[6]芳烃（P6AS）之间的结合

他们发现，结合亲和力是P6AC的700倍，这导致了一种具有亚微摩尔灵敏度的生物传感器，即使在未纯化的人类尿液中也是如此，尽管在小鼠中检测到更高浓度的效果更好。然而，研究人员指出，由于自体荧光水平较高，无法在人类血清中检测到

相比之下，质谱法的检测灵敏度为纳摩尔，但通量要低得多。研究人员认为，P6AS生物传感器的高通量可能使其适合筛选数千种潜在的NNMT抑制剂，这可能有助于治疗肝病和癌症等疾病

研究人员解释说，与羧酸根基团相比，磺酸根基团的酸性更强，因此灵敏度更高。他们总结道：“我们策略的进一步改进将有助于NNMT抑制剂的高通量筛选、肝脏疾病的诊断以及人体癌症细胞的体内成像。”