“位阻型”電化學(xué)DNA傳感器高選擇性檢測全血中蛋白質(zhì)含量

漆紅蘭

（陜西省生命分析化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，陜西西安710062）

生物標(biāo)示物如蛋白質(zhì)、DNA、病毒、細(xì)胞等的高靈敏度、高選擇性檢測，在臨床檢驗(yàn)、生命分析中起著極其重要的作用。蛋白質(zhì)定量檢測的常規(guī)方法有酶聯(lián)免疫分析法和蛋白印跡法等，但其存在耗時長、步驟繁瑣等不足。近些年，研究者相繼報道了一步法定量檢測蛋白質(zhì)的分析方法[1-2]，但在血樣等復(fù)雜生物基質(zhì)中往往存在非特異性問題。最近，蒙特利爾大學(xué)Alexis Vallée-Bélisle課題組設(shè)計了一種 “位阻型”電化學(xué)DNA傳感器，高選擇性檢測全血中蛋白質(zhì)含量[3]。這一研究成果發(fā)表于近期美國Journal of the American Chemical Society雜志上。

該傳感器首先將5’端修飾巰基的捕獲ss-DNA固定在金電極表面，與之互補(bǔ)ss-DNA的3’端修飾電活性物質(zhì)亞甲基藍(lán)，5’端修飾特異性分子識別物質(zhì)（如親合素或抗體）。不存在目標(biāo)蛋白質(zhì)時，互補(bǔ)ss-DNA與捕獲ss-DNA雜交，氧化還原物質(zhì)（亞甲基藍(lán)）到達(dá)電極表面，產(chǎn)生較強(qiáng)的氧化電流；當(dāng)存在目標(biāo)蛋白質(zhì)時，目標(biāo)蛋白質(zhì)首先與互補(bǔ)ss-DNA上分子識別物質(zhì)特異性結(jié)合，結(jié)合了蛋白質(zhì)的互補(bǔ)ss-DNA再與電極表面的捕獲ss-DNA 雜交。與 ds-DNA（直徑一般為 2.4 nm）相比，蛋白質(zhì)分子（尺寸一般大于5 nm）大尺寸的位阻效應(yīng)，極大地減少了DNA的雜交效率，進(jìn)而減小了電極表面亞甲基藍(lán)的量，從而降低了檢測的氧化電流?；陔娏鞯淖兓⒘艘环N高選擇性檢測蛋白質(zhì)含量的分析方法。該方法充分利用了蛋白質(zhì)和DNA的尺寸差異，有效結(jié)合了DNA雜交和蛋白質(zhì)親和識別的高選擇性，在較短時間內(nèi)(＜10min)，可進(jìn)行全血中生物素、異羥基洋地黃毒甙元抗體和2,4-二硝基苯酚抗體的定量檢測。該傳感器為快速、簡單和高選擇性檢測復(fù)雜樣品中蛋白質(zhì)含量提供了一種極具前景的分析器件。

[1]Jagotamoy Das,Shana O Kelley.Protein detection using arrayed microsensor chips:Tuning sensor footprint to achieve ultrasensitive readout of CA-125 in serum and whole blood[J].Analytical Chemistry,2011,83(4):1167-1172.

[2]Ling Tian,Tomasz Heyduk.Antigen peptide-based immunosensors for rapid detection of antibodies and antigens[J].Analytical Chemistry,2009,81(13):5218-5225.

[3]Sahar Sadat Mahshid,Sebastien Camire,Francesco Ricci,et al.A highly selective electrochemical DNA-based sensor that employs steric hindrance effects to detect proteins directly in whole blood[J].Journal of the American Chemical Society,2015,137(50):15596-15599.