一種檢測上皮-間充質轉化的電化學生物傳感器

2020-12-05 騰訊網

上皮-間充質轉化(Epithelial-mesenchymal transition，EMT)在多種生物學過程中起重要作用。電化學傳感技術為開發更有效的EMT檢測技術提供了可能。近日，山東師範大學生命科學學院周軍教授課題組以「An electrochemical biosensor for the detection of epithelial-mesenchymal transition」為題在國際著名期刊Nature Communications（自然通訊）在線發表最新研究成果論文。青年教師杜欣為論文第一作者，周軍教授、劉敏教授為論文通訊作者。

該研究團隊利用生物傳感技術，以及量子點-納米複合材料的獨特性能，首次構建了能夠專門檢測上皮-間充質轉化（EMT）的標誌蛋白（E-鈣粘蛋白），並能夠有效地分析EMT的不同階段的生物傳感器。由於分子信息傳遞到電子設備，EMT的信號被極大地放大了。此外，微分脈衝伏安法顯示，由於量子點和納米碳管金納米顆粒的協同作用，電化學信號的響應是快速而靈敏的。研究表明：電化學傳感是一種有效的EMT檢測技術，在分析各種細胞類型的躍遷中具有廣泛的應用前景。

在本研究中，團隊利用E-cadherin抗體- qd (E-cad-Ab-QD)偶聯雙光電標籤和碳納米管-金納米顆粒(CNT-AuNP)修飾電極作為檢測平臺，研製了一種EMT電化學生物傳感器。構建的電化學傳感系統可以準確、快速、靈敏地檢測到e -鈣粘蛋白的變化。此外，該生物傳感器可以檢測不同EMT階段的細胞，並在原位區分循環腫瘤細胞和腫瘤組織細胞。生物傳感器還可以分析細胞在不同液體中的EMT過程。研究表明，電化學生物傳感器，能夠檢測EMT使用E-cadherin作為生物標誌物。採用QD和CNT-AuNP納米複合材料增強EMT生物傳感器的靈敏度。所製備的電化學生物傳感器具有傳統方法無法比擬的優點。首先，EMT生物傳感器中含有E-cadherin抗體的探針可以特異性識別活細胞中的E-cadherin;因此，生物傳感器可以區分不同階段的EMT。其次，量子點具有獨特的性能，可以在檢測電化學信號的同時進行同步螢光檢測。探針的電化學和螢光信號比傳統方法更靈敏。最後，EMT的電化學檢測不需要細胞裂解、固定和二抗孵育，節省了時間和成本。

因此，該電化學傳感是一種方便、靈敏的EMT檢測技術。與標準方法相比，它可以在更短的時間內檢測EMT，並且在活細胞中具有更高的靈敏度。除了對EMT的分析外，生物傳感器系統還可以擴展到檢測各種細胞過程，如細胞分化、衰老和死亡。

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