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国家微生物所在小分子检测方法取得最新突破

2016年11月23日

导读:小分子的灵敏检测是临床诊断、环境监测和食品安全等领域的重要需求,因此开发高效的化学小分子检测方法具有重要意义。

    其中,特异的识别元件是实现检测的核心和基础,传统的检测方法是通过抗体、酶等作为识别元件和待检测物进行识别,然后再通过对识别信号的放大来实现检测。整个开发过程往往面临着周期长、难度大、信号输出效果不理想等问题。
  
    针对上述问题,中国科学院微生物研究所杨克迁课题组基于多年来对原核生物别构转录因子(allosteric transcription factor,aTF)调控机制的认识,首次将原核生物aTF在体外作为识别元件结合Alpha(amplified luminescent proximity homogeneous assays)信号放大系统,构建感应化学小分子的检测平台。如上图。
  
    原核生物aTF含有DNA结合结构域和小分子识别结构域,小分子的结合能够使aTF从特定的DNA序列上解离。因此该平台的核心设计为:将生物素标记的aTF识别序列DNA和aTF分别固定在Donor微珠和Acceptor微珠上。当没有待检测小分子存在时,Donor微珠和Acceptor微珠通过aTF-DNA相互作用而临近,Donor微珠通过吸收激发光产生的大量单线态氧(1O2)能够扩散到Acceptor微珠,使Acceptor微珠发光;当有待检测小分子存在时,小分子结合aTF使其从DNA上解离,进而使Donor微珠和Acceptor微珠分开,单线态氧(1O2)不能够从Donor微珠扩散到Acceptor微珠,使Acceptor微珠不能发光。这样,小分子浓度通过Alpha信号放大实现了高灵敏度检测。杨克迁课题组利用这个构思建立了具有一定普适性的检测平台,并且针对临床标志物尿酸和抗生素残留土霉素的检测,分别开发了目前最为灵敏的检测方法。
  
    由于原核生物中存在感应各种小分子的aTF,因此结合这一检测平台和大量的aTF资源,可以针对不同的目标小分子进行高灵敏度的、全新的检测方法以及试剂盒开发。目前这一成果已经申请相关专利和发表相关文章(Chem. Commun.封面文章)。在发表文章中,微生物所李珊珊为第一作者,研究员杨克迁和副研究员王为善。

来源:浙江赛德仪器设备有限公司
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