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医疗技术

传统生物检测中加入这一物 灵敏度提高百倍!

来源:环球医学编写    时间:2017年07月20日    点击数:    5星

通过测试确定诊断是治疗疾病的第一步,然而我们目前的测试技术在灵敏性和特异性方面还有待提高。近日,发表在《Nature Biomedical Engineering》的一篇文章介绍了一种简单的方法来提高医学诊断测试的准确性。通过在检测的关键步骤添加多巴胺可以将常见的生物检测的灵敏度提高100到1000倍。

即使当生物标志物的存在水平远低于标准测试的检测阈值时,高灵敏性测试也能使科学家识别病原体、疾病和特定的细胞蛋白质。初步结果显示,聚多巴胺提高了针对HIV、寨卡病毒和特定蛋白质测试的准确性和分辨率。

这项技术被称为“酶促信号增强”(enzyme-accelerated signal enhancement,EASE),是由华盛顿大学生物工程系的Xiaohu Gao教授领导研究的。他指出,通过提高生物测试的灵敏度,人们可以在疾病或病症的早期进行更准确的医学诊断,并且在研究过程中实现更多的确定性和更少的浪费。

EASE的重点是在关键操作步骤中添加多巴胺和辣根过氧化物酶(HRP,用于加速生物医学研究中反应速率的常用蛋白酶)。Gao教授和他的团队发现,HRP可以将多巴胺分子连接在一起形成聚多巴胺。聚多巴胺又可以积累在反应容器的表面上,如培养皿。这可以使科学家在不改变传统操作的前提下,提高测试的灵敏度。Gao教授希望因此能有更多医疗专业人员愿意将EASE纳入其常规做法和程序。

除了操作简便、不需要投入资金更新设备外,EASE可以检测到传统测试检测不到的情况。当被检测的化合物含量极低时,传统测试还可能输出不准确的医疗信息。而EASE降低了不确定性,甚至增加了这些测试可以提供的信息量。例如,研究小组使用EASE来检测寨卡病毒在灵长类动物胎盘组织中的存在情况时,他们甚至能够看到胎盘内哪些类型的细胞被寨卡病毒感染,表明测试的灵敏度大大提高了。

聚多巴胺是在几十年前从贝类中分离出来的,研究人员已经知道该物质可以与蛋白质反应。但是,他们想要得到聚多巴胺需要一个被动的、耗时的操作。正如研究中经常发生的那样,Gao教授和他的团队最初并没有打算解决这个问题。该研究的主要作者、华盛顿大学材料科学和工程博士生Junwei Li注意到HRP可以与多巴胺反应形成聚多巴胺,而且这种方法比现有的方法要快得多。

虽然科学家们现在还不能完全理解为什么添加聚多巴胺会提高这些生物检测的灵敏度,但未来进一步的研究或许可以阐明这一机制。目前,Gao教授尝试让EASE应用在更多的诊断测试中。

 

(环球医学编辑:石 岩)

 

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