多巴胺—能提高檢測靈敏度的超實用物質

2020-12-05 中國生物技術信息網

華盛頓大學的科學家們發明了一種簡單的方法來提高醫學診斷測試的準確性。通過在檢測的關鍵步驟添加多巴胺，多巴胺是一種首先從貝類中分離的物質，該團隊可以將常見的生物檢測的靈敏度提高100到1,000倍。

即使這些「生物標誌物」的存在水平遠低於今天標準測試的檢測閾值，高靈敏性的測試也將使科學家們能夠識別病原體、疾病和特定的細胞蛋白質。初步結果顯示，聚多巴胺提高了針對HIV、Zika病毒和特定蛋白質測試的準確性和解析度。

華盛頓大學生物工程系的Gao教授指出：常見的生物測定是實驗室實驗和醫學測試的核心工作。通過提高這些測試的靈敏度，我們可以在疾病或病症的早期進行更準確的醫學診斷，並且在研究過程中實現更多的確定性和更少的浪費。

Gao教授領導該研究，他們將實驗成果發表在「自然生物醫學工程」雜誌，將該技術簡稱為EASE。

EASE的重點是在關鍵操作步驟中添加兩種生化成分：多巴胺和HRP。HRP是用於加速生物醫學研究中反應速率的常用蛋白酶。 Gao教授和他的團隊發現HRP可以將多巴胺分子連接在一起形成聚合物鏈-聚多巴胺。聚多巴胺又可以積累在反應容器的表面上，如小培養皿。聚多巴胺的存在使科學家可以繼續其傳統操作，而測試靈敏度顯著提高。Gao教授希望這個簡單的改變意味著科學家和醫療專業人員可以輕鬆地將EASE納入其常規做法和程序。

Gao教授說：「科學家一直在努力提高這些常見測試的準確性，但解決方案通常涉及全新的操作或昂貴的設備。可以理解，研究人員可能不願意投資不熟悉的操作或昂貴的新設備。而EASE是一種簡單的補充，就像軟體升級，而不是改變您的作業系統。

這些檢測包括一些最常見的醫學和實驗室測試，如ELISA、微陣列、FISH和免疫組織化學成像。這些測定中的一些已經使用了幾十年，以幫助醫院和醫生通過觀察患者的血液，其他體液或細胞來檢測疾病或其他狀況的特徵。根據測試，這些指標可能是細菌或病毒的碎片、化學物質、白細胞產生的抗體、激素或甚至DNA片段。

Gao教授指出：但如果這些化合物的含量極低，傳統測試可能會檢測不到，並輸出不準確的醫療信息。通過提高測試的靈敏度，EASE降低了不確定性，甚至增加了這些測試可以提供的信息量。例如，該團隊使用EASE來檢測Zika病毒在靈長類動物胎盤組織中的存在情況。EASE大大提高了測試的靈敏度，他們能夠看到胎盤內哪些類型的細胞被Zika感染。

Gao教授和他的團隊最初並沒有解決這個問題。聚多巴胺最初是從貝類中分離出來的，研究人員已經知道該物質可以與蛋白質反應。但是，他們想要得到聚多巴胺需要一個被動的，耗時的操作。該研究的主要作者Li注意到HRP可以與多巴胺反應形成聚多巴胺，而且這種方法比現有的方法要快得多。Li是華盛頓大學材料科學和工程博士生。

科學家們不完全理解為什麼添加聚多巴胺會提高這些生物檢測的靈敏度，也許未來的研究可以闡明這一機制。但是Gao教授的重點是將EASE應用於更多的診斷測試。

參考資料：Material from shellfish delivers a boost to bioassays and medical tests

原標題：超實用發現！這種物質讓檢測靈敏度提高100-1000倍！

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