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洪恒飛 科技日報記者 江耘
3月28日，記者從杭州醫學院獲悉，該校許秋然研究員團隊聯合華中科技大學科研人員開發了一種基于亞微米通道異質膜的固態納米通道生物傳感器，實現了對不同pH和線性范圍為1皮摩/升-0.1微摩/升的超低濃度葡萄糖的無酶檢測。相關研究論文近期發表于國際期刊《化學工程雜志》。
本研究中，仿生離子通道檢測葡萄糖示意圖。科研團隊供圖
活體細胞進行新陳代謝，會與周圍環境進行物質交換，細胞膜上由特殊蛋白質組成的離子通道，就是這種物質交換的重要途徑。在免疫反應、病原體感染等人體生理、病理變化活動中，細胞膜對糖類的識別起到重要作用。通過離子通道對糖類的分析檢測，可以深入了解細胞間糖的選擇性跨膜吸收和轉運，作為生命科學、臨床醫學等領域研究的關鍵參數。
此前，糖類檢測技術均是基于100納米孔徑以下的納米通道有可識別的電化學信號，納米通道空間有限，電阻較高，目標分子響應信號弱。科研人員持續追求高靈敏度、低檢測限的糖類檢測技術。本次研究中，該團隊設計了一種仿生離子通道，選擇具有耐高溫、吸附性和透水性良好等特性的陽極氧化鋁多孔通道膜AAO，作為這一通道的基底；通過聚多巴胺-金納米顆粒多層組裝的方法，在AAO通道內壁上原位生成并固定了大量可調節大小和密度的金納米顆粒；通過將大量的糖分子探針修飾在金納米顆粒的表面，制得了具有ICR特性，并對pH和糖類響應良好的亞微米通道孔徑的異質膜。
“通俗地講，修飾探針分子，相當于在仿生離子通道墻壁上安裝了攝像頭。AAO孔徑269納米，具有更大的修飾空間和流體運輸通道，可輸出更強的目標分子響應信號。”許秋然解釋道，具有ICR特性，相當于給攝像頭輸入識別程序，更易識別細胞中糖類的電化學信號特征。
許秋然表示，這一方法具有通用性，可據此發明出檢測儀器，糖類檢測僅是拋磚引玉，提供一個具體的檢測案例。異質膜作為基底具有普適性，可拓展檢測范圍，通過修飾分子探針，對氨基酸、蛋白質、DNA等物質進行檢測，好比給攝像頭輸入不同的程序，讓它識別不同的對象。
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