纳米线为标记蛋白检测提供新方法

        以纳米线为基础的微阵列芯片为我们提供了一种用于多相检测生物样品中标记蛋白的新颖方法，而将其大范围地应用到其它临床诊断领域也被证明是有用的。

        提起微阵列芯片，人们会认为这不再是什么新闻了。但是，哈佛大学的研究人员Charles  Lieber却赋予这些芯片以新的“风味”，那就是设计出一些特殊的微阵列，作为蛋白质检测的灵敏工具使用。这些微阵列的原理其实很简单：硅纳米线放置于一种经特殊处理制成的芯片上的特定位置，之后它们被涂上一层特殊的受体分子，该分子具有检测某种目标物的专一性。如果目标物是一带电分子，那么当它和受体分子成功进行结合后，涂有受体分子的纳米线就会发生电导率的变化，而变化值会和结合基团的浓度大小成一定的比例关系。

        研究者最初的实验是把特异性的前列腺抗原(PSA)作为目标物，结果可以将femtomolar这样微量级的浓度也能检测出来。在随后的实验中，研究者对他们的实验系统进行了其它方面用途的检验，其方法就是设计一种同时携带有三套纳米线的微阵列芯片，其中每套纳米线具有检测某种目标物的专一性；结果实验者很欣喜地发现，每种纳米线都具有抗原专一性，而且灵敏性也相同。这一微阵列芯片设计时就考虑了用途的多样性，具有同时检测几十种甚至几百种目标物的潜力，因此它有望成为一种定量检测人类血清或组织样品中有关疾病的生物标记物的有用工具。为达到这一目的，Lieber领导的研究小组利用他们设计的这一系统，对纯血清样品中的PSA含量进行了定量测定，结果发现即使对于复杂的天然混合物，这一方法仍然有效。Lieber认为：“我们能对subpicomolar这样微量级的标记物进行检测，而且要从血清中的所有蛋白检测出来。对我来说，这的确是一种惊奇。因为它不仅提供了灵敏度，而且还提供了专一选择性。”

        当然，这一系统的特异性是建立在受体的专一性基础之上的。Lieber意识到保持开放的态度对于以后的工作十分重要。在探讨特异性寡聚核苷酸适配子或者配糖类细胞表面因子的应用前景时，他指出：“该系统的美妙之处在于......有很多不同的受体，人们可以考虑如何加以使用。”对于这些分子，他补充说：“如果你有一种类似膜状物的薄层作为受体使用，而且它携带有类似细胞的受体配位基团从纳米线上的薄层中凸现出来，那将具有更佳的效果，因为在这种情形下薄层的绝缘系数就非常低，而且还不必去应对一个可能导致灵敏度降低的开放的液体网络。”  Lieber领导的研究小组也揭示了该系统具有很多其它的新奇用途，例如通过监测寡核苷酸修饰的底物的范围大小，可以检测端粒酶的活动。”

        Lieber认为，这类装置是解决复杂生物学问题的新一代方法。他说：“从更广意义上讲，就像那种纳米电子学和生物系统之间的天然交互作用。这恰好是我最为激动的事情之一!”

        注：夏雨译自2005年11月号的《自然-方法学》，版权为英国NPG出版集团所有。更多信息请访问：http://www.natureasia.com/ch/naturemethods (责任编辑：泉水)

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