生物体液中某些蛋白质的存在或变化可能是疾病的指标。然而,在疾病的早期阶段,这些“生物标记”很难被发现,因为它们相对较少。
检测较低浓度的重要生物标志物将使患者能够更早地接受一些癌症和神经系统疾病等疾病的治疗,从而增加生存率的机会。
然而,目前的检测方法往往不够灵敏,需要昂贵且耗时的样品预处理。
现在,伦敦帝国理工学院化学系的研究人员已经提出了一种特殊的、灵活的系统,它可以直接检测到人血清中的单个蛋白质生物标记物(一种从血液中分离出来的液体池)。
该系统代表了一项重大的创新,因为它对特定的生物标志物更加敏感,不需要临床样本的准备。该方法发表在《自然通讯》上。
Alex Ivanov博士是帝国理工大学化学系的共同领导,他说:“检测单个分子的生物标志物代表了对早期诊断的终极敏感性。我们现在已经证明,在真实的人体样本中进行这种测量是可能的,从而打开了有意义的早期诊断的潜力。
该团队开发的方法使用了DNA的“骨架”,即它所构建的结构。他们将“aptamers”-合成DNA分子与特定的目标生物标志物结合在一起,用于DNA骨架。
当加入到人血清中,aptamers与生物标志物结合,然后通过一个纳米探测器进行分析。纳米孔是微小的孔(通常只有十亿分之一米),当分子通过它们时,测量电流的变化。每个生物标志物都有一个独特的电流特征,因此可以通过这种方式分析目标生物标志物的存在和浓度。
研究小组证明,他们的系统可以在一个DNA骨架上测试三个aptamers。他们发现,纳米孔可以检测出这些生物标志物,而这些生物标记是用来拾取的。
他们说,这个系统可以用5个不同的aptamers构建,同时允许检测多个生物标记。此外,在人血清中检测到生物标志物,这意味着需要更少的准备时间和成本。
根据这项研究的初步结果,目前的研究工作集中在几种类型的癌症和神经系统疾病上,这些类型的生物标记物在临床样本中含量较低。
该团队已经为这项技术申请了专利,目前正在探索商业化的路线,以便最终能用于改善生活质量。
茉莉花苏博士完成这项研究的一部分,她在化学系博士,最近搬到im生物技术在阿斯利康说:“展望未来,随着纳米技术和纳米孔技术的快速增长,这种创新的平台可以为下一波的临床应用铺平道路。
“它对生物标志物的发现、辅助诊断的发展以及临床工作都有巨大的潜力,如直接诊断、预后和单分子敏感性的亚型分类。”