研究人员提出了一种新方法,使生物传感器可以很容易地定制以满足不同的使用需求。
慕尼黑大学的研究人员设计了一种方法,使生物传感器能够轻松定制以满足多种应用。
生物传感器在医学研究和诊断中至关重要;然而,它们通常需要针对每个特定应用进行独特开发。由慕尼黑大学化学家菲利普·廷内费尔德领导的研究团队提出了一种灵活的模块化方法,用于创建可以轻松修改以检测不同目标分子及其浓度水平的传感器。根据他们在《自然纳米技术》期刊上发表的研究发现,这种新型模块传感器可以极大加快创新诊断工具的开发速度。
该传感器利用由两个臂通过分子“铰链”连接的DNA折纸框架构成。每个臂都具有一个荧光染料标签,使用荧光共振能量转移(FRET)来测量这些标签之间的距离。当关闭时,两个臂平行排列;随着结构的打开,臂延伸形成高达90°的角度。“这一形状的显著变化导致荧光信号的明显改变,”该研究的高级作者维克托莉亚·格伦博基特解释道。“因此,信号的检测清晰度和准确性远高于依赖微小形状变化的系统。”
协同效应
折纸支架可以设计为具有针对各种生物分子目标的对接点,包括核酸、抗体和蛋白质。传感器的状态,无论是打开还是关闭,取决于特定目标分子与折纸结构的结合。这使得通过添加更多结合位点或稳定DNA链故意修改和增强传感器成为可能。廷内费尔德解释说:“配置折纸以同时评估目标分子与传感器之间的多个分子相互作用是相对简单的。这些多个连接产生了迷人的协同效应,使我们能够在不改变生物分子相互作用本身的情况下,细微调节传感器的灵敏度—换句话说,就是目标分子与其结合位点之间的结合力。这种适应性是我们系统的一大优势。”
研究团队旨在进一步增强传感器,以便未来在医疗和其他应用中使用。廷内费尔德建议,潜在的应用领域可以是能够监测各种条件并在满足特定标准时释放活性剂的传感器。