蛋白质是细胞的组成部分和核心主角，在分子水平上参与神经系统的所有过程，如信号、学习和记忆。蛋白质浓度或结构的变化可触发许多脑相关疾病，如阿尔茨海默病(AD)，作为疾病诊断的生物标志物。虽然有方法可以检测与疾病相关的蛋白，但大多数操作和程序都较为复杂。所以他们迫切需要一种无标记、便携式的方法来敏感地检测复杂的脑液中的蛋白质。

单粒子碰撞是一种新兴的、功能强大、灵敏度高的碰撞检测技术，但是在分析小分子时，其在复杂生物环境中的生物大分子检测（如蛋白质）中的应用仍然具有挑战性。由于便携性和小型化的优势，电化学方法已被证明是检测多种神经化学物质的强大技术之一。自2004年成立以来，电化学碰撞作为一种新的电化学技术，受到了越来越多的关注。该方法已用于分析目的，通过测量氧化还原活性纳米颗粒（NPs）的本体电解或阻止微电极电流的氧化还原非活性纳米颗粒产生的电流，或当NPs催化在底层微电极上动力学缓慢的内球电子转移反应时的电催化放大（ECA）产生的电流。由于电化学碰撞法可以在一个纳米颗粒上响应信号，因此它与传统的系综测量非常不同，仅限于提供大量纳米颗粒的平均信号。到目前为止，电化学碰撞方法已被证明是一种强大的方法，并被探索到广泛的应用，从深入的基础研究到单纳米粒子电催化、单分子检测、生物电化学、胞吐和生物传感。

2019年3月19日，中国科学院化学研究所的张悦等人的课题组在分析化学（ANALYTICALCHEMISTRY）上发表了题为“Collision of Aptamer/Pt Nanoparticles Enables Label-free Amperometric Detection of Protein in Rat Brain ”的研究论文，提出了一种简便的电化学碰撞方法，可以灵敏和选择性地检测大鼠脑复杂脑脊液中的血小板源性生长因子（PDGF）。

方法：PDGF检测策略的示意图。（a） 单个PTNP的一次碰撞事件示意图产生一个瞬态电流阶跃，该阶跃（b）在适体/PTNP形成时被抑制，（c）然后在PDGF存在下恢复。

结果：联氨在CFME处的电化学氧化是一个缓慢的过程，在+值为0.5V时不能达到稳定状态。然而，这种氧化过程在-0.2V时很容易发生。随着铂电极表面修饰的适配体数量的增加，氧化峰电流逐渐减小，这是由于活性面积的减少，以及对联氨氧化的隧穿电子距离的增加。这与用柠檬酸离子覆盖或用SH-DNA修饰的PtNPs所获得的缓慢动力学非常相似。48联氨的氧化动力学很大程度上依赖于Pt的表面化学，这形成了这里展示的使用粒子碰撞检测PDGF的基础。

为了获得高灵敏度和合适的电位，他们选择了联氨作为电化学碰撞测量的指标。其他球内氧化还原反应，如氧还原不考虑碰撞电流受其溶解度差的限制。通过实验结果表明适体锚定PtNPs的表面和适体的吸附和解吸到PtNPs是瞬态电流的抑制和恢复的主要原因。他们还研究了适配体/PtNPs对PDGF检测的选择性。

他们研究了在含有联氨和适配体/PtNPs的磷酸盐缓冲液中，不同浓度的PDGF的碰撞事件。如图3A所示，在0.1pM~0.1nM(ΔI(nA)=0.21的范围内，瞬态电流与PDGF的浓度呈线性相关，由于脑脊液的较高离子强度会导致PtNPs的聚集，并在粒子碰撞介导的检测中产生假信号。相比之下，适配体在aCSF和水中的颜色变化都很小。适配体在高盐生物相关样品中具有良好的稳定性，这可能是由于表面的适配体具有很强的保护作用。还研究了适配体对PDGF检测的选择性。应具有很强的选择性(图3C)。加入多种生物学相关蛋白，包括BSA、HSA，在含有10 mM联氨和适配体的磷酸盐缓冲液中没有产生可感知的瞬态电流他们开发的策略的高选择性和开启模型鼓励探索该系统在大鼠脑中PDGF检测中的实用性。

适配体/PtNPs偶联物对PDGF的反应具有很强的选择性，注意到裸露的PtNPs可以吸附蛋白质，这也会抑制信号。但是结果和回收率表明，他们提出的这种方法对于检测脑脊液中的蛋白是可靠的。

结论：综上所述，该研究提出了一种简便的电化学碰撞方法,大鼠脑复合脑脊液中PDGF的灵敏和选择性检测。这种方法是通过整合PTNP的碰撞活性和适体对蛋白质的选择性识别而开发的。适体/PtNPs缀合物在生理环境下高度稳定，PDGF选择性产生碰撞电流，提供定量响应。此外，未来的工作也需要进一步研究针对描述的高选择性和敏感性策略，并可以推广并应用于许多生物学和生理学挑战。

-END-

想了解更多内容，获取相关咨询请联系 

电话 ： +86-0731-84428665    

联系人：伍经理 +86-180 7516 6076