中国科学家实现对血液中凝血酶的精准检测

中国科学家实现对血液中凝血酶的精准检测

凝血酶 (Tob) 作为凝血级联反应中的中心蛋白酶( Di Cera, E., 2008 )，在生理和病理凝血中起着至关重要的作用，涉及多种疾病，如阿尔茨海默病和癌症 ( Sokolova, E.和 Reiser, G.，2008 年）。

血管损伤后，Tob 由无活性的酶原凝血酶原通过一系列酶裂解迅速形成。活化的 Tob 将纤维蛋白原裂解成纤维蛋白，并在血管损伤部位形成凝块以防止出血。在正常情况下，凝血酶不存在于血液中，但在凝血过程中，Tob 的浓度可能从 pM 到 μM 不等（ Shuman，MA 和 Majerus，PW，1976 年；Brummel-Ziedins 等人，2005 年）。

因此，Tob的测定需要有足够的低检出限和适当的线性范围。因此，精准地检测低浓度凝血酶对于相关疾病的诊断和治疗以及药物疗效的评价具有重要意义。迄今为止，Tob 的检测方法很多，如电化学（Shi et al., 2014 ; Ahour and Ahsani, 2016）比色法（Li et al., 2018a ; Shen et al., 2021）和荧光法（Chen et al., 2018 年；Wang 等人，2015 年），已有报道。在这些方法中，氧化还原标记的适体的电化学适体传感器解决了血清中凝血酶的皮摩尔分析这一挑战。

近期，中科院合肥研究院智能所吴正岩和张嘉团队设计出一种高灵敏度的适配体传感器，可以实现对血液中凝血酶浓度的精准检测。相关研究成果已被分析化学领域权威期刊 Biosensors & Bioelectronics 接收发表。

课题组提出开发一种超灵敏的电化学适体传感器，通过同步三重信号放大策略来检测皮摩尔级凝血酶，该策略通过具有可控二级孔的分级 PMXF 优化电极修饰、CHA 反应和金属纳米探针来增强电信号。

通过应用三种具有不同二级孔结构的 PMXFs 和两种类型的金属纳米探针，实现了不同程度的电化学信号增强，在 PMXF-5 与 AuNR 的组合中最大化。

这种电化学适体传感器具有高灵敏度和特异性，能够检测真实血清中皮摩尔水平的凝血酶，同时也展现出优异的抗干扰性和稳定性。

由于简单性和通用性，因此可以通过根据目标结合适体的类型合理设计 CHA (catalytic hairpin assembly, 催化发夹装配体) 环中的DNA 序列来定制该方法，以超高灵敏度感知广泛的环境或生物相关目标。

该研究工作得到安徽省高校协同创新计划项目、安徽省科技重大专项的资助与支持。