模块化Aptamer开关用于在复杂介质中连续光学检测小分子分析物

科学领域:

• 生物技术和生物医学工程 生物技术和生物医学工程
• 分子生物学和生物化学 分子生物学和生物化学
• 分析化学和传感器技术

背景情况:

• 由于其集成的信号传导能力,aptamers是生物感应的有价值的亲和反应剂.
• 将信号传导集成到aptamers是具有挑战性的,通常需要广泛的优化和对目标结合位点的了解,可能会损害亲和力和特异性.

研究的目的:

• 开发一种通用的设计架构,用于将现有的阿普坦体转换为"可逆的阿普坦体开关".
• 为了能够调整aptamer的交换机动力学和热力学特性,而无需事先了解连接体结合域或结构.
• 展示一种新的光学生物传感器系统,用于在复杂的生物样本中连续,实时多重生物标志物检测.

主要方法:

• 设计了一种新的架构,可以从现有的aptamer中创建'可逆的aptamer开关'.
• 组合的阿普塔默开关与基于 evanescent-field 的光学检测硬件.
• 利用最小化的样本自光来增强信号检测.

主要成果:

• 成功地将现有的阿普塔默转换为可调节,可逆的阿普塔默开关.
• 展示了第一个能够连续,多重检测多巴胺和皮质醇的光学生物传感器.
• 在复杂的样本 (如人造脑脊液和未稀释的血) 中,在生理学上相关的度下,获得了秒次和次秒级的时间反应.

结论:

• 开发的设计架构为创建具有可调节属性的基于aptamer的生物传感器提供了一种多功能方法.
• 这种新的光学生物传感器系统能够在复杂的生物基质中快速,连续和多重检测生物标记物.
• 这种方法克服了传统的aptamer工程的局限性,并为实时的 Point-of-care诊断开辟了新的途径.