南昌大学熊勇华/黄小林、港中深唐本忠院士《Angew》:一种通用的硼酸亲和交联放大动态光散射免疫分析方法即时检测糖蛋白

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糖蛋白是一类参与多种生理和病理过程的重要生物分子,其在体内的异常表达与多种生理病理密切相关,因此被广泛认为是临床诊断的生物标志物之一。在临床诊断中,实现糖蛋白的即时检测(POCT)对疾病的早期诊断和患者生存率的提高具有重要意义。酶联免疫吸附法(ELISA)具有选择性好、高通量等优点,被认为是临床糖蛋白常规检测的金标准。然而,由于需要完美配对的抗体、复杂的操作流程和相对有限的灵敏度(一般介于ng mL-1至mg mL-1),使得ELISA在临床诊断中的使用受到了限制。

鉴于此南昌大学春华秋实课题组熊勇华研究员黄小林教授与香港中文大学(深圳)唐本忠院士合作,提出以苯硼酸为糖蛋白识别单元,利用多价苯硼酸为糖蛋白交联剂诱导纳米聚集体形成,构建了一种快速、高灵敏检测血清中糖蛋白的动态光散射(DLS)免疫分析新方法。该方法巧妙结合了苯硼酸与糖蛋白反应的高亲和特性以及动态光散射信号的高灵敏优势,因而可在15 min内实现fM水平的糖蛋白定量分析。相关研究工作以“A Universal Boronate-Affinity Crosslinking-Amplified Dynamic LightScattering Immunoassay for Point-of-Care Glycoprotein Detection”为题在国际顶级期刊《AngewandteChemie International Edition》上发表。

本研究所设计的硼酸亲和交联放大动态光散射免疫分析方法由两部分组成,具体如图1所示:首先利用抗体修饰的磁性纳米颗粒(MNP@mAb)选择性捕获和分离复杂样品中目标糖蛋白;其次利用苯硼酸和糖蛋白中的顺式二醇选择性地结合诱导磁性纳米探针交联聚集,进而导致纳米颗粒的平均水化动力学直径(DH)增加。随后借助动态光散射分析仪记录DH的变化,以实现对目标糖蛋白的定量检测。

1硼酸亲和交联放大动态光散射免疫分析方法用于糖蛋白检测的示意图 

具体而言,首先以抗体修饰的138 nm磁性纳米粒子(MNP138@mAb)为免疫磁珠、甲胎蛋白(AFP)为模式分析物、8arm PBA为交联剂探究了硼酸亲和交联放大动态光散射免疫分析方法的可行性。如图2所示,实验结果证实了在目标糖蛋白AFP存在时,8arm PBA能够通过硼酸亲和作用诱导纳米粒子聚集导致其DH的急剧增加。


图2.可行性论证 
进一步使用MNP255@mAb、MNP138@mAb、Fe3O4@Au@mAb为探针检测了一系列不同浓度的AFP样品溶液,结果表明使用上述磁性纳米粒子均可以实现对AFP的快速定量检测。特异性实验结果显示,该方法与其他常见生物标记物、糖类及其衍生物时无明显的交叉反应。此外该方法检测结果与商业化检测结果对比具有较好的一致性。
3.硼酸亲和交联放大动态光散射免疫分析方法的性能评价 
最后,作者在苯硼酸交联剂和待检糖蛋白水平上验证了本研究所建立方法的普适性和通用性,实验结果证实该方法定量检测糖蛋白均可达到fM水平。
4.不同苯硼酸交联剂在硼酸亲和交联信号放大动态光散射免疫分析方法中的应用 
该研究的意义在于,通过简单、快速的操作即可实现复杂样品中糖蛋白的高灵敏检测。在临床样本检测中,该方法的选择性、准确性、再现性和可靠性均得到了很好的证明。因此,该方法可以作为一种具有广泛应用前景的通用型高灵敏糖蛋白POC检测方案。




全文链接
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202112031


来源:高分子科学前沿



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