游離氨基酸是動物體內重要的小分子代謝物,特定種類或者多種氨基酸濃度的變化可用于動物機體營養和健康狀態的評估,指導精準營養供給。賴氨酸與色氨酸為人體必需氨基酸,也是動物限制性氨基酸,并可作為多種疾病的生物標志物。谷氨酸為非必需氨基酸,卻是中樞神經系統中最豐富的興奮性神經遞質,在廣泛的腦功能中發揮著重要作用,谷氨酸濃度的異常會引起多種神經或精神疾病。因此,對賴氨酸、色氨酸和谷氨酸的快速檢測是急需解決的行業問題。
基于先前的研究工作,中國科學院亞熱帶農業生態研究所印遇龍院士團隊將自行篩選獲得的賴氨酸肽適體固定至聚苯胺修飾的玻碳電極上,構建了電流型賴氨酸生物傳感器,具備抗無關蛋白干擾能力,可用于血清中賴氨酸的超靈敏檢測,檢測限為0.33 nM;將自行篩選獲得的色氨酸肽適體修飾到納米金表面,構建了比色型色氨酸生物傳感器,可用于血清中色氨酸的直接原位快速檢測,檢測限為1.0 μM,該方法無需專業的電化學設備,具有反饋快、簡便易得、易讀出等明顯優勢;將自行篩選獲得的谷氨酸肽適體固定于金電極表面,構建了基于肽適體的谷氨酸生物傳感器,表現出良好的特異性和抗干擾性,特別是可區分谷氨酰胺和谷氨酸,可用于血清中谷氨酸的超靈敏檢測,檢測限為0.1 nM。
上述研究為動物體液中代謝物檢測提供了新的思路,解決了傳統酶基傳感器在區分谷氨酰胺和谷氨酸時的不足,并為體液氨基酸快速檢測和實時監測提供了實現途徑。目前在該領域,印遇龍院士團隊已獲得專利授權5項,其中美國發明專利1項(US011774455B2)、中國發明專利3項(ZL 201910604881.0、ZL 201910604886.3和ZL 201810004249.8)、中國實用新型1項(ZL 201721581311.7);申請中國發明專利2項(202211168772.7和202210560611.6)。以題為A peptide aptamer based electrochemical amperometric sensor for sensitive L-glutamate detection和Peptide aptamer-based polyaniline-modified amperometric biosensor for L-lysine detection in real serum samples分別發表在國際期刊Bioelectrochemistry和Measurement上。該項研究得到了國家自然科學基金國家重大科研儀器研制項目(31527803)的資助。
基于肽適體的聚苯胺修飾的賴氨酸生物傳感器的構建
已獲得專利