發(fā)布日期：2018-08-14
近幾十年，糖尿病的患病率逐年攀升，糖尿病在世界各地都正成為日益嚴(yán)重的公共健康問題。在預(yù)防、診斷和治療糖尿病方面，定期監(jiān)測血糖水平一直被公認(rèn)為疾病評估和管理的重要手段。在過去的幾年中，對于血糖檢測，大多數(shù)研究人員關(guān)注的是基于酶的電化學(xué)傳感器的開發(fā)，然而該方法還需要克服一些缺點：包括復(fù)雜的酶凈化過程和較高的制造成本，以及由于酶變性導(dǎo)致缺乏長期的穩(wěn)定性，同時血液成分較為復(fù)雜，現(xiàn)有的檢測方法易受到除血糖外其他成分的干擾。
熒光共振能量轉(zhuǎn)移（FRET）是一種熒光基團(tuán)間通過偶極-偶極的相互作用以非輻射方式發(fā)生能量轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象，由Forster于1948年提出。當(dāng)發(fā)生FRET現(xiàn)象時，表現(xiàn)為熒光供體受到激發(fā)光的激發(fā)后，其產(chǎn)生的熒光強(qiáng)度遠(yuǎn)低于其單獨存在時，而熒光受體的熒光強(qiáng)度大大增強(qiáng)或發(fā)生猝滅。
當(dāng)FRET技術(shù)應(yīng)用在檢測過程中時，由于整個反應(yīng)體系都在溶液中進(jìn)行，因此具有操作簡單方便、樣品無需特殊前處理的優(yōu)點。同時該技術(shù)也具有檢測靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)勢，因而獲得了越來越多的關(guān)注。經(jīng)過幾十年的研究發(fā)展，熒光共振能量轉(zhuǎn)移技術(shù)已經(jīng)在免疫分析、核酸檢測、環(huán)境分析、藥物篩選等多個領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，是一種用于血液分子檢測的良好工具。
近日，中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所醫(yī)學(xué)檢驗室蛋白質(zhì)組學(xué)中心尹煥才課題組的葛明昊、殷建等人，開發(fā)出基于FRET效應(yīng)的熒光探針，從而制備出新型血糖傳感器，實現(xiàn)了對血糖的高靈敏度檢測。
研究者首先設(shè)計并合成了基于鑭系離子的穴狀配體螯合物作為熒光供體，基于其熒光激發(fā)及發(fā)射光譜，篩選與其相匹配的發(fā)色基團(tuán)作為熒光受體。同時利用刀豆蛋白A（Concanavalin A，ConA）對不同糖類親和力的差異構(gòu)建了ConA-Dex探針，將FRET技術(shù)中的熒光供體和熒光受體分別與之結(jié)合，當(dāng)檢測樣品中存在葡萄糖就會解除FRET效應(yīng)，從而能夠通過檢測供體熒光的升高來反映葡萄糖濃度的高低。
研究者還使用了透明質(zhì)酸水凝膠來包裹FRET熒光探針。透明質(zhì)酸是由兩個雙糖單位組成的大型多糖類，在人體中分布廣泛，是一種天然具有高生物相容性的材料，其在藥物載體、支架材料等方面為許多研究使用。使用透明質(zhì)酸水凝膠來包裹探針，可以使該葡萄糖傳感器具有無毒、高生物相容性的特性。解決了鑭系穴狀配體螯合物在應(yīng)用中具有潛在生物安全性的問題。
研究結(jié)果表明，該新型葡萄糖傳感器實現(xiàn)了對血糖的高精度檢測，同時經(jīng)過多重潛在干擾物及長時間連續(xù)檢測的驗證，具有較高的抗干擾性和穩(wěn)定性。在與目前臨床使用的檢測方法對比后，結(jié)果顯示該新型傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)對傳統(tǒng)方法的替代，未來有較高的應(yīng)用潛能。
該研究成果目前已發(fā)表在Analytical and Bioanalytical Chemistry 期刊上。
以上工作得到了國家自然科學(xué)基金、江蘇省自然科學(xué)基金的支持。
來源：蘇州醫(yī)工所
