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湖南師大劉固寰教授團(tuán)隊(duì) Angew：抗體-聚催化劑偶聯(lián)物構(gòu)建細(xì)胞環(huán)境下適用的ELISA
2024-11-03  來源：高分子科技

  在科學(xué)研究和臨床診斷中，免疫檢測技術(shù)，特別是酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)（ELISA）因其良好的信號放大能力而被廣泛應(yīng)用。然而，傳統(tǒng)的ELISA依賴于酶作為信號放大工具，但酶在細(xì)胞環(huán)境中的不穩(wěn)定性和易受干擾的特性，限制了ELISA在活細(xì)胞中的應(yīng)用。新興的生物正交化學(xué)為解決該挑戰(zhàn)提供了新思路，除了等當(dāng)量無催化效果的類型，生物正交催化反應(yīng)也得到發(fā)展，并且常用于細(xì)胞內(nèi)酶、前藥等功能分子的激活。



  劉固寰教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種新的檢測方法，稱為“生物正交催化免疫吸附檢測”（BCLISA），用于檢測細(xì)胞膜上的抗原。該方法將聚合物基生物正交催化劑的與抗體結(jié)合，以替代傳統(tǒng)的酶聯(lián)抗體。通過對現(xiàn)有生物正交催化劑的催化效果進(jìn)行評估，選擇了銅(I)催化的疊氮-炔基環(huán)加成反應(yīng)（CuAAC）作為核心反應(yīng)體系，因?yàn)槠浞(wěn)定且能在細(xì)胞環(huán)境中高效運(yùn)作。相比于普通的催化劑，聚合物基催化劑具有多個(gè)催化位點(diǎn)，因此在相同濃度下能夠產(chǎn)生更高的活性。此外，CuAAC反應(yīng)生成的多三唑化合物可以螯合亞銅離子（Cu(I)），從而進(jìn)一步加快催化過程，因此研究團(tuán)隊(duì)將自催化放大引入體系，進(jìn)一步提高了BCLISA的信號放大能力。如圖所示，三炔丙基氨在催化劑的作用下生成7HC-TTA，它能夠絡(luò)合亞銅離子，增強(qiáng)催化能力；同時(shí)發(fā)射強(qiáng)熒光，用于輸出檢測信號。通過自催化方法，體系的檢測限可以降低至約 5 nM。在體外，對于人癌胚抗原和Her2抗原，自催化結(jié)合的BCLISA方法具有比ELISA更高的信號輸出和檢測靈敏度。最終，這種自催化整合的BCLISA技術(shù)被成功應(yīng)用于活體細(xì)胞膜上抗原的檢測和成像，使得科學(xué)家能夠檢測到細(xì)胞上低豐度的抗原分子。與ELSIA相比，BCLISA提高了普適性，解決了酶容易受細(xì)胞環(huán)境影響的弊端。與免疫熒光相比，該方法能夠放大性號，提高了檢測靈敏度。BCLISA方法為低豐度抗原的檢測和成像提供了一個(gè)創(chuàng)新的途徑，未來或?qū)⑼苿釉诨罴?xì)胞中的生物檢測技術(shù)發(fā)展（Angew. Chem. Int. Ed. 2024, anie.202417352）。



  劉固寰教授團(tuán)隊(duì)近期的研究聚焦于序列控制高分子的合成與應(yīng)用，特別是序控聚烯烴的研究。序控聚烯烴具有高的側(cè)基密度與穩(wěn)定的全碳主鏈，賦予其優(yōu)良的性能的同時(shí)也帶來了高的合成挑戰(zhàn)，其中單倍單體插入（SUMI）技術(shù)是其中主要的合成手段。然而，報(bào)道的SUMI都是自由基驅(qū)動的過程，不利于其他聚合機(jī)理單體的使用。團(tuán)隊(duì)近期開發(fā)了碳陽離子推動的SUMI，使乙烯基醚等類型的單體可以用于序控聚烯烴合成（J. Am. Chem. Soc, 2023, 145, 3636）。我們進(jìn)一步整合自由基與碳陽離子SUMI，使二者能夠相互轉(zhuǎn)化 (Nat. Commun. 2024, 14, 5071) 以及在一鍋下互不干擾的進(jìn)行（Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202402265）。這些序控聚烯烴被用于藥物和探針的高效負(fù)載。


  全文鏈接： https://doi.org/10.1002/anie.202417352

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