南加州大學(xué)的周崇武教授等人開(kāi)發(fā)出一種新型的SARS病毒檢測(cè)系統(tǒng),這種新的病毒探測(cè)系統(tǒng)優(yōu)于傳統(tǒng)的ELISA,相關(guān)成果公布在ACS Nano期刊上,文章Label-Free, Electrical Detection of the SARS Virus N-Protein with Nanowire Biosensors Utilizing Antibody Mimics as Capture Probes。
這是一項(xiàng)交叉學(xué)科研究成果,研究團(tuán)隊(duì)有來(lái)自南加州大學(xué)機(jī)電系的周崇武教授,南加州大學(xué)的化學(xué)系的Thompson教授,南加州大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Richard J.Cote等人。
傳統(tǒng)的ELISA需要花上費(fèi)數(shù)個(gè)小時(shí)才能得到有或無(wú)的反應(yīng)結(jié)果,周崇武等人的這一新的技術(shù)可在不到十分鐘的時(shí)間內(nèi)對(duì)SARS病毒進(jìn)行定量分析。
這一新的技術(shù)由人工合成的抗體鍵結(jié)至跨接於電極間的奈米線所組成。將此探測(cè)器至于液體中,如果會(huì)與抗體鍵結(jié)的蛋白質(zhì)(SARS的病毒蛋白)出現(xiàn)在液體里,它將與這些抗體結(jié)合,借由納米線,立即產(chǎn)生可探測(cè)到的電流變動(dòng)。
研究小組采用的生物工程合成抗體遠(yuǎn)較自然界的抗體為小,并且只和特定的蛋白質(zhì)鍵結(jié)合。
研究結(jié)果顯示,這種新技術(shù)對(duì)目標(biāo)蛋白質(zhì)的敏感度與其他所有的替代方案一樣好,而且反應(yīng)更迅速,且這一過(guò)程中無(wú)需加入其它的反應(yīng)試劑。并且,這一技術(shù)所以的原件比ELISA更為廉價(jià)。
第一個(gè)步驟是制造合成抗體,包含了可與蛋白質(zhì)結(jié)合的活性端,與只和納米線鍵結(jié)合的另一一端。這種合成抗體只有特定部位可與納米線形成鍵結(jié)。此部分由化學(xué)家Richard Roberts 和Mark Thompson所帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)完成。
作者們?cè)谡撐闹刑岬剑哼@樣的策略讓每個(gè)鍵結(jié)保持完全的活性,這跟傳統(tǒng)上用的抗體比起來(lái)有明顯的優(yōu)勢(shì)。 早期的生物探測(cè)器利用隨機(jī)分布於抗體表面的氨基與奈米線進(jìn)行鍵結(jié)。
周崇武的研究團(tuán)隊(duì)多年來(lái)專精納米線和納米碳管,他們進(jìn)行了一連串復(fù)雜的步驟來(lái)合成納米線。 這些納米線的其中一端置于基材上,另一端與合成抗體連接。
在實(shí)驗(yàn)中,他們得到了比預(yù)期更佳的結(jié)果。當(dāng)SARS蛋白質(zhì)不存在時(shí),探測(cè)信號(hào)并無(wú)明顯的變動(dòng);當(dāng)SARS蛋白體被導(dǎo)入後,電流信號(hào)便產(chǎn)生急速的變化,變化的大小依據(jù)目標(biāo)蛋白質(zhì)的濃度而定。沒(méi)有與合成抗體連結(jié)的探測(cè)器在加入目標(biāo)蛋白質(zhì)後信號(hào)沒(méi)有發(fā)生變化這顯示了先前所探測(cè)到的信號(hào)變化的確源自合成抗體與目標(biāo)蛋白質(zhì)之結(jié)合。
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