今天，生化方法是確認(rèn)診斷的最精確方法之一。當(dāng)談到心血管疾病的生化診斷時，醫(yī)學(xué)專家會評估血液中心臟標(biāo)志物的水平 - 隱藏在心肌細(xì)胞中的特殊蛋白質(zhì)。有幾種眾所周知的心臟標(biāo)志物可用于臨床診斷 - 心肌肌鈣蛋白、肌紅蛋白、肌酸激酶等。
精確和快速的疾病檢測需要用于臨床前診斷的多參數(shù)快速測試系統(tǒng)。這是生物芯片的任務(wù)，即能夠使用生物識別元件進(jìn)行選擇性定量或半定量分析的集成換能器型生物傳感器設(shè)備?？贵w、核酸和肽可用作空間互補(bǔ)的生物識別元件(配體或適體)，選擇性結(jié)合蛋白質(zhì)生物標(biāo)志物。由于各種類型的換能器，生物識別過程的結(jié)果被轉(zhuǎn)換為可測量的響應(yīng)。最常見的是光學(xué)、電化學(xué)、阻抗等。在現(xiàn)代實(shí)踐中，生物識別配體結(jié)合的目標(biāo)蛋白的定量檢測通常是通過將標(biāo)簽連接到目標(biāo)蛋白來實(shí)現(xiàn)的。這些是非常昂貴且不穩(wěn)定的物質(zhì)，需要特定的儲存條件，并且附著階段會延長分析時間。
來自微技術(shù)與診斷工程中心、自動化與控制過程系 (ETU “LETI”) 和高純生物制備研究所的研究人員提議對肽標(biāo)記進(jìn)行直接熒光檢測，通過肽適體選擇性結(jié)合，無需使用特殊的熒光標(biāo)簽。
“該技術(shù)基于通過肽適體-蛋白質(zhì)相互作用系統(tǒng)進(jìn)行分子和直接熒光檢測，包括微流體傳輸元件和帶有入口和出口的外殼，其中包含共價結(jié)合的肽-適體系統(tǒng)。”– 由ETU“LETI”微技術(shù)和診斷工程中心研究員Tatiana Zimina副教授解釋。
新一代生物芯片用于基于肽適體-蛋白質(zhì)標(biāo)記系統(tǒng)的分子識別和直接熒光配準(zhǔn)的多參數(shù)表達(dá)測試。生物芯片由微流體傳輸元件和外殼組成，外殼的入口和出口包含共價結(jié)合的肽 - 適配體系統(tǒng)。肽適體是使用來自蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫和蛋白質(zhì) 3D 軟件的數(shù)據(jù)設(shè)計的，該軟件是在圣彼得堡電工大學(xué)“LETI”微技術(shù)和診斷中心開發(fā)的。使用厚膜和光刻技術(shù)將生物傳感器設(shè)計為夾層結(jié)構(gòu)。研究人員使用 275 nm 波長的 UV-LED 激發(fā)蛋白質(zhì)標(biāo)記的熒光。該設(shè)備可用于其他目的，而不僅僅是心血管疾病的診斷。
'肽適體的氨基酸殘基序列是使用來自蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫和蛋白質(zhì) 3D 的數(shù)據(jù)設(shè)計的。肽的制備通過使用Applied Biosystems 430A儀器的固態(tài)合成和使用Nα-Boc-保護(hù)的氨基酸殘基的原位方法進(jìn)行。與肌鈣蛋白Т互補(bǔ)的批次被證明是最具選擇性的。此外，為了排除背景熒光并能夠直接檢測固定蛋白，我們替換了肽中的芳香族(熒光)氨基酸。盡管如此，他們?nèi)匀槐Ａ袅怂麄兊?3D 結(jié)構(gòu)。在大多數(shù)蛋白質(zhì)中，熒光在λ光譜的紫外范圍內(nèi)激發(fā)= 280 nm，因為它們含有色氨酸 (Trp)，這是一種具有最高熒光量子產(chǎn)率的氨基酸。其中約 90% 會在λ= 320…350 nm' –Tatiana Zimina的范圍內(nèi)引起蛋白質(zhì)熒光。
因此，在所提出的檢測方法中，微流體系統(tǒng)被證明對蛋白質(zhì)肌鈣蛋白 Т 有效。在當(dāng)前配置中，背景熒光降低至 30%，這是由首次暴露于紫外線照明時發(fā)光體層的熒光引起的。研究人員計劃通過減少背景熒光、信號積累、軟件和數(shù)字處理以及進(jìn)一步的系統(tǒng)光譜選擇來提高系統(tǒng)的有效性。
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