漆红兰

（陕西省生命分析化学重点实验室，陕西师范大学化学化工学院，陕西西安710062）

生物标示物如蛋白质、DNA、病毒、细胞等的高灵敏度、高选择性检测，在临床检验、生命分析中起着极其重要的作用。蛋白质定量检测的常规方法有酶联免疫分析法和蛋白印迹法等，但其存在耗时长、步骤繁琐等不足。近些年，研究者相继报道了一步法定量检测蛋白质的分析方法[1-2]，但在血样等复杂生物基质中往往存在非特异性问题。最近，蒙特利尔大学Alexis Vallée-Bélisle课题组设计了一种 “位阻型”电化学DNA传感器，高选择性检测全血中蛋白质含量[3]。这一研究成果发表于近期美国Journal of the American Chemical Society杂志上。

该传感器首先将5’端修饰巯基的捕获ss-DNA固定在金电极表面，与之互补ss-DNA的3’端修饰电活性物质亚甲基蓝，5’端修饰特异性分子识别物质（如亲合素或抗体）。不存在目标蛋白质时，互补ss-DNA与捕获ss-DNA杂交，氧化还原物质（亚甲基蓝）到达电极表面，产生较强的氧化电流；当存在目标蛋白质时，目标蛋白质首先与互补ss-DNA上分子识别物质特异性结合，结合了蛋白质的互补ss-DNA再与电极表面的捕获ss-DNA 杂交。与 ds-DNA（直径一般为 2.4 nm）相比，蛋白质分子（尺寸一般大于5 nm）大尺寸的位阻效应，极大地减少了DNA的杂交效率，进而减小了电极表面亚甲基蓝的量，从而降低了检测的氧化电流。基于电流的变化，建立了一种高选择性检测蛋白质含量的分析方法。该方法充分利用了蛋白质和DNA的尺寸差异，有效结合了DNA杂交和蛋白质亲和识别的高选择性，在较短时间内(＜10min)，可进行全血中生物素、异羟基洋地黄毒甙元抗体和2,4-二硝基苯酚抗体的定量检测。该传感器为快速、简单和高选择性检测复杂样品中蛋白质含量提供了一种极具前景的分析器件。

[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.