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新的免疫分析技术使用单分子检测来测量极低浓度的小分子

发布时间:2018-12-06 06:16:02

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随着医学科学逐渐认识到人体在分子水平上受到各种蛋白质,激素,药物和其他物质的控制,已经开发出一些技术来检测这些分子的水平,以便监测健康状况并诊断疾病。然而,这些分子中的许多分子都很小,以至于无法通过最广泛使用的分析技术进行检测,因此对氨基酸,糖类和脂类等关键物质的质疑仍未得到解决。

现在,哈佛大学Wyss生物启发工程研究所和布莱根妇女医院(BWH)的科学家创造了一种新型免疫检测方法,能够检测比传统检测方法灵敏度高50倍的小分子,可以轻松集成到现有的诊断平台中。该研究在美国化学学会期刊中有所描述。

“我们分析的增强分析灵敏度可以测量极低浓度的小分子,并打开了以前无法到达的生物现象的窗口,”资深作者David Walt博士说,他是Wyss Institute的核心教员同时也是哈佛医学院(HMS)生物启发工程的HansjörgWyss教授和BWH病理学教授,以及HHMI教授。

该新方法基于一种称为竞争性免疫测定的分析,其中已知量的标记目标分子和具有未知量分子的样品都被添加到它们结合的抗体阵列中。然后标记的和未标记的分子“竞争”相同的抗体结合位点。通过分析与抗体结合的目标标记分子的量与可用抗体位点的总数相比,可以得出结论,剩余的位点被来自样品的未标记分子结合,允许其浓度。分子待定。

基于Quanterix的Simoa系统,研究人员创建了两种类型的竞争性免疫分析,它们使用略有不同的方法捕获感兴趣的小分子。第一种方法使用涂有靶分子的磁性微珠作为竞争剂,而第二种方法将靶分子附着在酶β-半乳糖苷酶上,然后β-半乳糖苷酶与磁珠结合形成竞争复合物。在使珠子/抗体混合物与含有未知量靶分子的样品混合后,冲洗珠子以除去任何未结合的分子,然后加入含有数千个微孔的Simoa盘中,每个微孔可容纳一个珠子。与一个目标分子结合。然后发生反应,使含有珠子的任何孔与标记的靶分子发荧光。荧光孔的数量越少,标记的靶分子与珠子结合的越少,因此样品中存在的未标记的靶分子的浓度越大。

分析了两种对正常人体功能很重要的小分子:皮质醇和PGE2。皮质醇广泛用于评估肾上腺,垂体和下丘脑腺体的功能,而PGE2是一种激素样前列腺素分子,可影响炎症,生育能力和免疫功能。新的竞争方法能够在约一小时内检测到其靶标,其灵敏度比传统ELISA(酶联免疫吸附测定法)高50倍。

“我们的计划是在诊断中使用这种方法来改进血液样品中激素的检测,”第一作者,WangH博士,BWH和Wyss研究所的博士后研究员说。 “我们正在努力将这项技术商业化,以便快速检测小分子,用于各种临床和环境应用。”

“随着这一进步,沃尔特团队继续推动诊断领域的发展。通过感知以前在一小时内无法检测到的分子,他们开辟了全新的诊断和临床监测方法,这将极大地改善人类健康。这正是转化的类型我们希望在Wyss研究所实现和授权创新,“Wyss研究所的创始主任Donald Ingber,医学博士,博士说,他也是HMS血管生物学的Judah Folkman教授和波士顿儿童医院的血管生物学项目,以及哈佛大学工程与应用科学学院(SEAS)的生物工程教授。

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