合肥研究院设计一种应用于血液中凝血酶精准检测的高灵敏度传感器

题目:合肥研究院设计高灵敏度传感器精确检测血液中凝血酶。

最近，中国科学院合肥研究所智能研究所的吴和张佳设计了一种高灵敏度的核酸适体传感器，可以精确检测血液中凝血酶的浓度。相关研究成果已被分析化学权威期刊《生物传感器与生物电子学》接受并发表。

凝血酶是一种蛋白水解酶，能催化纤维蛋白原转化为纤维蛋白，促进血液凝固。与白血病、血栓性疾病、血管壁炎症、阿尔茨海默病等疾病密切相关。正常情况下，血液中没有凝血酶，凝血酶是凝血过程中由凝血酶原转化而来的。因此，准确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。

为了解决这些问题，研究组开发了一种高灵敏的核酸适配体传感器，利用Ti3C2Tx MXene多级孔结构框架和优良的电子传输通道作为传感材料，选择具有高电催化作用的金属纳米探针作为信号放大器，构建了一种高灵敏的核酸适配体传感器，用于血液中凝血酶的精确检测。该传感器可以检测皮摩尔浓度的凝血酶，并且具有良好的抗干扰性和稳定性。

传感器的制备和检测机理图

信号放大策略是提高检测具有重要生物学功能的目标离子或分子的灵敏度的关键，但使用两种以上信号放大策略的研究很少。作为“概念验证”演示，本研究提出了一种用于检测皮摩尔级凝血酶的超灵敏电化学适体传感器，并同步协调三重信号放大策略。构建了具有次生孔隙的多孔MXene骨架(PMXF)作为载体，增加了电子传递通道。合成了硫堇标记的金纳米棒(AuNR)和空核铜铂合金(HCuPtA)作为电信号放大器来增强响应信号。在皮摩尔水平的凝血酶存在下，催化DNA发夹组装反应被触发，用甲硫氨酸标记的AuNR或HCuPtA纳米探针被连接到具有可控二级孔结构的PMXF上。在最佳条件下，基于PMXF-5/AuNR的电化学适配体传感器显示出0.67的检测下限(LOD)，线性范围从2 pm到10nm，而PMXF-5/HcuPtA显示出更宽的线性范围从50: 50 nM，对于凝血酶的LOD为16.67pM。通过合理设计靶结合适体的DNA序列，可以定制传感器平台用于其它生物或环境物质的超高水平分析。

本研究工作得到了安徽省高校协同创新项目和安徽省科技重大专项的资助和支持。

资料来源:合肥材料研究所，新材料信息

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