青岛科技罗细亮AC: 自组装闭环肽的防污传感器用于 CA125 测定

通讯作者:罗细亮

通讯电位:青岛科技大学

生物污染仍然是开发可用于实际生物样品的电化学生物传感器的一大挑战,严重限制了生物传感器在复杂生物流体(例如血液、血清、汗液或尿液)中的实际应用。因此,构建防污且稳定的电化学生物传感器,能够有效防止生物分子在传感界面上的不良粘附具有重要意义。
近日,青岛科技大学罗细亮教授团队开发了一种能够检测复杂生物流体中目标的简短且通用的超低污染适配体传感平台,用于检测卵巢癌标志物CA125。检测结果表明,该传感器表现出良好的电化学响应。相关工作以“Antifouling Aptasensor Based on Self-Assembled Loop-Closed Peptides with Enhanced Stability for CA125 Assay in Complex Biofluids”为题发表在Analytical Chemistry上。

图1. 基于自组装肽和适体的适体传感器的构建过程。

首先,电沉积的聚(3,4-乙撑二氧噻吩)(PEDOT)掺杂聚(4-苯乙烯磺酸钠)(PSS)对电极进行修饰,然后电沉积金纳米颗粒(AuNPs)。将新设计两端带有巯基的肽和CA125适配体一步自组装到电极表面修饰的AuNP上,构建了防污适配体传感器。
传感器显示出优异的防污性能、酶水解下的出色稳定性和令人满意的长期防污性能,对癌抗原125(CA125)的分析表现出良好的响应,具有相对较宽的线性范围(0.1-1000 UmL-1)和低检测限(0.027 U mL-1),并且能够以可接受的准确度检测临床血清样本中的CA125。
这种具有闭环结构的基于防污策略的自组装肽为开发用于复杂生物流体的各种低污染生物传感器提供了潜在的途径。

图2. (A)吸附在(a)裸GCE、(b)AuNPs/PEDOT/GCE和(c)pep1/AuNPs/PEDOT/GCE上的MCF-7细胞的共聚焦成像。(B)裸GCE、AuNPs/PEDOT/GCE、pep1/AuNPs/PEDOT/GCE和CA125/pep1-apt/AuNPs/PEDOT/GCE在10%人血清溶液(V/V)中的长期防污性能。

图3. (A)适体传感器(pep1-apt/AuNPs/PEDOT/GCE)与不同浓度的目标CA125孵育后的DPV响应曲线,其中a-f代表CA125浓度分别为0、0.1、1、10、100 和 1000 U mL-1。(B)与不同浓度的目标CA125孵育后适体传感器的电流变化(ΔI=I0-I)。插图显示了线性曲线。(C)适配体传感器对各种蛋白质溶液的响应(10 U mL-1 CA125、10 kU mL-1 CA15-3、10 kU mL-1CA19-9、10 kU mL-1 AFP、1 μg mL-1 IgG 、1 μg mL-1 CEA、1 μg mL-1 HAS)及其混合物。(D)用于检测10 U mL-1 CA125的再生适体传感器的电流响应。

参考文献:

Min Chen, Rui Han, Wenqi Wang, Yang Li, Xiliang Luo, Antifouling Aptasensor Based on Self-Assembled Loop-Closed Peptides with Enhanced Stability for CA125 Assay in Complex Biofluids. Anal. Chem. 2021, https://doi.org/10.1021/acs.analchem.1c02552

通讯作者简介

罗细亮,男,1976年12月出生,山东省二级教授,国家优秀青年基金获得者,山东省泰山学者特聘教授,博士生导师。先后在青岛科技大学获得学士和硕士学位,2005年于南京大学获得分析化学博士学位,导师为陈洪渊院士。2005年到2011年先后在爱尔兰都柏林城市大学、美国亚利桑那州立大学和匹兹堡大学从事博士后研究。2011年2月依托英国牛津大学化学系获批为欧盟玛丽居里学者;3月被美国匹兹堡大学聘为研究助理教授;2011年9月被山东省政府选聘为生化分析岗位泰山学者特聘教授(2016年泰山学者聘期考核优秀,获得连续资助)。2014年起先后担任青岛科技大学化学与分子工程学院副院长,及光电传感与生命分析分析教育部重点实验室副主任、主任、学术委员会委员;现任化学与分子工程学院院长、化学学部常务副主任。

罗细亮教授主要从事纳米生物复合材料的制备及其应用研究,重点集中在生化分析和生物医药材料等领域。开创了利用电沉积壳聚糖制备生物传感器的方法,已被世界上30多个国家的科学家所广泛借鉴和采用。发展了多种基于功能聚合物及纳米材料的疾病标志物检测新体系和新方法,研制了一系列具有抗污染性能的新型生物传感器,受到国内外专家的关注。近年来,主持及完成国家优秀青年基金、山东省杰青等纵向科研项目8项,其中国家自然科学基金项目4项,省部级科研及人才项目3项,青岛市重点项目1项;依托英国牛津大学主持完成欧盟第七框架计划国际合作项目1项。至今已在Chemical Reviews、Chemical Society Reviews、Biomaterials、Analytical Chemistry等期刊上发表SCI论文120余篇,半数以上为中科院一区论文,被引用5600多次,其中有12篇论文单篇引用超过100次。获得授权国家发明专利7项。担任SCI期刊Microchimica Acta(IF5.48)编委,Chinese Chemical Letters青年编委及Journal of Nanomaterials客座编辑,中文核心期刊《分析测试学报》青年编委。目前为中国仪器仪表学会电化学分析专业委员会委员,山东省化学化工学会常务理事,以及国家自然科学基金和教育部长江学者青年学者等项目评审专家。先后获评青岛市劳动模范以及山东省优秀研究生指导教师,指导研究生获得山东省优秀博士、硕士学位论文,以及山东省研究生优秀科技创新成果奖二等奖等荣誉。以第一完成人获中国分析测试协会科学技术奖一等奖和山东省自然科学二等奖各1项。

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