基于適體-抗體的夾層式生物傳感器和基于適體配對(duì)的夾層式生物傳感器

 

以下是Man Bock Gu教授的采訪記錄。

 

問(wèn)：您能否解釋一下何為生物傳感器？

 

答：生物傳感器能診斷疾病或檢測(cè)病毒，以及對(duì)人類(lèi)和環(huán)境有害物質(zhì)。生物傳感器通常很小且方便操作。一款生物傳感器應(yīng)該具有三大主要組件：生物受體（生物分子）、換能器（通過(guò)電或光產(chǎn)生信號(hào)）和轉(zhuǎn)換器（可以通過(guò)顏色或其它度量來(lái)讀取）。理想的生物傳感器可以輕松適配任何應(yīng)用。

 

問(wèn)：您能否簡(jiǎn)要描述您一直為之努力的研究領(lǐng)域？

 

答：我們正在開(kāi)發(fā)基于適體的生物傳感器，尤其是能夠篩選成對(duì)的適體。適體是下一代生物受體，由DNA或RNA核酸組成，代替能夠與特異性靶標(biāo)相結(jié)合的抗體。一般而言，使用單個(gè)適體的生物傳感器在信號(hào)生成或重現(xiàn)性方面是不穩(wěn)定的。這就是大多數(shù)商業(yè)化生物傳感器使用一對(duì)受體的原因（適體或抗體）。因此，我們正致力于開(kāi)發(fā)一對(duì)適體，能夠同時(shí)在兩個(gè)不同位點(diǎn)結(jié)合相同的靶標(biāo)，使得三明治結(jié)構(gòu)（適體1-靶標(biāo)-適體2）成為可能。事實(shí)上，我們擁有自己的適體開(kāi)發(fā)技術(shù)，能夠成功開(kāi)發(fā)一對(duì)適體，我們把這種方法稱為“Graphene-oxide SELEX（GO-SELEX）”。通過(guò)使用這種GO-SELEX，我們已經(jīng)能夠?yàn)榘ǖ鞍踪|(zhì)生物標(biāo)志物和病毒在內(nèi)的幾種不同標(biāo)靶開(kāi)發(fā)出多對(duì)適體，并且非常成功，足以證明該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

 

 

問(wèn)：與其它平臺(tái)相比，基于適體的夾層式生物傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)是什么？

 

答：與基于適體的單一生物傳感器相比，基于適體的夾層式生物傳感器的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度和穩(wěn)定性。由于基于適體的夾層式傳感器使用兩種不同的適體，主要適體捕獲靶標(biāo)，第二適體與產(chǎn)生信號(hào)的靶標(biāo)結(jié)合，使用金納米粒子、酶等可以獨(dú)立擴(kuò)增與靶標(biāo)結(jié)合的信號(hào)。此外，由于信號(hào)是從第二適體獨(dú)立產(chǎn)生，因此信號(hào)非常穩(wěn)定且重復(fù)性好。

 

問(wèn)：您認(rèn)為這項(xiàng)研究的潛在應(yīng)用是什么？

 

答：很明顯，這些基于適體的夾層式生物傳感器可以應(yīng)用于橫向流動(dòng)測(cè)定，例如妊娠診斷試劑盒。基于適體的夾層式生物傳感器還可以用于診斷人體疾病，檢測(cè)流行性病毒或食物和環(huán)境中的污染物。

 

問(wèn)：有關(guān)這一系列研究，還存在哪些挑戰(zhàn)或困難？

 

答：在非常復(fù)雜的介質(zhì)（如血液或排泄物）中開(kāi)發(fā)靶標(biāo)適體仍然是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。此外，找到小于1000道爾頓（Daltons）的小分子適體配對(duì)也非常具有挑戰(zhàn)性。

 

 

問(wèn)：該領(lǐng)域還有哪些值得期待的進(jìn)展呢？

 

答：許多研究團(tuán)隊(duì)正在使用適體開(kāi)發(fā)各種類(lèi)型的生物傳感器。橫向測(cè)流條測(cè)定（lateral flow strip assay，LFSA）和電化學(xué)傳感器尤其具有吸引力，上述平臺(tái)易于使用且具有便利性和便攜性。

 

問(wèn)：您對(duì)在生物工程研究所會(huì)議上贏得2018年“最佳論文”作何感想？

 

答：我們很高興能夠獲此殊榮，我希望該獎(jiǎng)項(xiàng)能夠讓更多讀者關(guān)注到論文以及《生物工程》期刊。

 

 

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