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湖南师大刘固寰教授团队 Angew:抗体-聚催化剂偶联物构建细胞环境下适用的ELISA
2024-11-03  来源:高分子科技

  在科学研究和临床诊断中,免疫检测技术,特别是酶联免疫吸附试验(ELISA)因其良好的信号放大能力而被广泛应用。然而,传统的ELISA依赖于酶作为信号放大工具,但酶在细胞环境中的不稳定性和易受干扰的特性,限制了ELISA在活细胞中的应用。新兴的生物正交化学为解决该挑战提供了新思路,除了等当量无催化效果的类型,生物正交催化反应也得到发展,并且常用于细胞内酶、前药等功能分子的激活。



  刘固寰教授团队开发了一种新的检测方法,称为“生物正交催化免疫吸附检测”(BCLISA),用于检测细胞膜上的抗原。该方法将聚合物基生物正交催化剂的与抗体结合,以替代传统的酶联抗体。通过对现有生物正交催化剂的催化效果进行评估,选择了铜(I)催化的叠氮-炔基环加成反应(CuAAC)作为核心反应体系,因为其稳定且能在细胞环境中高效运作。相比于普通的催化剂,聚合物基催化剂具有多个催化位点,因此在相同浓度下能够产生更高的活性。此外,CuAAC反应生成的多三唑化合物可以螯合亚铜离子(Cu(I)),从而进一步加快催化过程,因此研究团队将自催化放大引入体系,进一步提高了BCLISA的信号放大能力。如图所示,三炔丙基氨在催化剂的作用下生成7HC-TTA,它能够络合亚铜离子,增强催化能力;同时发射强荧光,用于输出检测信号。通过自催化方法,体系的检测限可以降低至约 5 nM。在体外,对于人癌胚抗原和Her2抗原,自催化结合的BCLISA方法具有比ELISA更高的信号输出和检测灵敏度。最终,这种自催化整合的BCLISA技术被成功应用于活体细胞膜上抗原的检测和成像,使得科学家能够检测到细胞上低丰度的抗原分子。与ELSIA相比,BCLISA提高了普适性,解决了酶容易受细胞环境影响的弊端。与免疫荧光相比,该方法能够放大性号,提高了检测灵敏度。BCLISA方法为低丰度抗原的检测和成像提供了一个创新的途径,未来或将推动在活细胞中的生物检测技术发展(Angew. Chem. Int. Ed. 2024, anie.202417352)。



  刘固寰教授团队近期的研究聚焦于序列控制高分子的合成与应用,特别是序控聚烯烃的研究。序控聚烯烃具有高的侧基密度与稳定的全碳主链,赋予其优良的性能的同时也带来了高的合成挑战,其中单倍单体插入(SUMI)技术是其中主要的合成手段。然而,报道的SUMI都是自由基驱动的过程,不利于其他聚合机理单体的使用。团队近期开发了碳阳离子推动的SUMI,使乙烯基醚等类型的单体可以用于序控聚烯烃合成(J. Am. Chem. Soc2023145, 3636)。我们进一步整合自由基与碳阳离子SUMI,使二者能够相互转化 (Nat. Commun. 2024, 14, 5071) 以及在一锅下互不干扰的进行(Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202402265)。这些序控聚烯烃被用于药物和探针的高效负载。


  全文链接: https://doi.org/10.1002/anie.202417352

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