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湖南師大劉固寰教授團隊 Angew:抗體-聚催化劑偶聯物構建細胞環境下適用的ELISA
2024-11-03  來源:高分子科技

  在科學研究和臨床診斷中,免疫檢測技術,特別是酶聯免疫吸附試驗(ELISA)因其良好的信號放大能力而被廣泛應用。然而,傳統的ELISA依賴于酶作為信號放大工具,但酶在細胞環境中的不穩定性和易受干擾的特性,限制了ELISA在活細胞中的應用。新興的生物正交化學為解決該挑戰提供了新思路,除了等當量無催化效果的類型,生物正交催化反應也得到發展,并且常用于細胞內酶、前藥等功能分子的激活。



  劉固寰教授團隊開發了一種新的檢測方法,稱為“生物正交催化免疫吸附檢測”(BCLISA),用于檢測細胞膜上的抗原。該方法將聚合物基生物正交催化劑的與抗體結合,以替代傳統的酶聯抗體。通過對現有生物正交催化劑的催化效果進行評估,選擇了銅(I)催化的疊氮-炔基環加成反應(CuAAC)作為核心反應體系,因為其穩定且能在細胞環境中高效運作。相比于普通的催化劑,聚合物基催化劑具有多個催化位點,因此在相同濃度下能夠產生更高的活性。此外,CuAAC反應生成的多三唑化合物可以螯合亞銅離子(Cu(I)),從而進一步加快催化過程,因此研究團隊將自催化放大引入體系,進一步提高了BCLISA的信號放大能力。如圖所示,三炔丙基氨在催化劑的作用下生成7HC-TTA,它能夠絡合亞銅離子,增強催化能力;同時發射強熒光,用于輸出檢測信號。通過自催化方法,體系的檢測限可以降低至約 5 nM。在體外,對于人癌胚抗原和Her2抗原,自催化結合的BCLISA方法具有比ELISA更高的信號輸出和檢測靈敏度。最終,這種自催化整合的BCLISA技術被成功應用于活體細胞膜上抗原的檢測和成像,使得科學家能夠檢測到細胞上低豐度的抗原分子。與ELSIA相比,BCLISA提高了普適性,解決了酶容易受細胞環境影響的弊端。與免疫熒光相比,該方法能夠放大性號,提高了檢測靈敏度。BCLISA方法為低豐度抗原的檢測和成像提供了一個創新的途徑,未來或將推動在活細胞中的生物檢測技術發展(Angew. Chem. Int. Ed. 2024, anie.202417352)。



  劉固寰教授團隊近期的研究聚焦于序列控制高分子的合成與應用,特別是序控聚烯烴的研究。序控聚烯烴具有高的側基密度與穩定的全碳主鏈,賦予其優良的性能的同時也帶來了高的合成挑戰,其中單倍單體插入(SUMI)技術是其中主要的合成手段。然而,報道的SUMI都是自由基驅動的過程,不利于其他聚合機理單體的使用。團隊近期開發了碳陽離子推動的SUMI,使乙烯基醚等類型的單體可以用于序控聚烯烴合成(J. Am. Chem. Soc2023145, 3636)。我們進一步整合自由基與碳陽離子SUMI,使二者能夠相互轉化 (Nat. Commun. 2024, 14, 5071) 以及在一鍋下互不干擾的進行(Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202402265)。這些序控聚烯烴被用于藥物和探針的高效負載。


  全文鏈接: https://doi.org/10.1002/anie.202417352

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