环球电气之家
 
服务热线:021-57635161        用户登陆 | 客户注册 | 供应商注册 | 购物车 | 添加收藏
当前位置:首页 >> DCS系统 >> “荧光”也能测血糖
“荧光”也能测血糖

随着患病率逐年攀升,糖尿病在世界各地正成为日益严重的公共健康问题。但是,目前通常使用的血糖测量仪仍有诸多不便的地方。例如,血糖试纸需要在封闭干燥的环境下储存,取出来后在5分钟内用完,否则会因试纸受潮而影响测量准确性。与此同时,还需要刺手指取血,“测一次疼一次”也会让不少人对血糖检测望而却步。

近日,中科院苏州医工所医学检验室蛋白质组学中心研究员尹焕才、副研究员殷建团队基于荧光共振能量转移(FRET)效应,开发出荧光探针,并在此基础上研制了一种新型血糖beplay|登录,实现了对血糖的高稳定性、高灵敏度检测。

“非酶”的新方向

中科院苏州医工所博士生葛明昊表示,现在医院里使用的检测试剂盒、市面上热销的家用血糖仪大部分基于酶的电化学beplay|登录这个原理开发,“但是稍微一点温度变化都会改变酶的性状,同时血液的成分很复杂,现有的检测方法很容易受到除血糖外其他成分的干扰。比如,血氧含量、血液酸碱值及服用药物等多种因素的变化,都会影响到检测的结果”。

所以,近年来,科学家们把目光投向了“非酶”的血糖检测方法。而其中一个方向,就是用荧光探针制备出新型血糖beplay|登录。

FRET效应由德国物理化学家西奥多·福斯特提出,它利用了一种荧光物质发出的荧光,来激发另一种荧光物质,从而实现了荧光的“传递”。这个效应想要发生,就必须要求两种荧光物质在空间距离上足够接近,通常认为在1~10纳米范围内。

因此,FRET技术成为科研人员手中一把衡量分子间距离的“纳米标尺”,进而可以间接实现对某些特定分子浓度的检测。经过几十年的研究发展,FRET 技术已经在免疫分析、核酸检测、环境分析、药物筛选等多个领域广泛应用,是一种用于血液分子检测的良好工具。

基于这一原理,殷建通过多次调研,选择了血糖检测这个切入点。“殷老师和我进行了几次讨论后确定了大体的研究思路,随后我进行了一系列的前期预实验,经过验证我们发现这条路是可以走通的。”葛明昊说。

因此,课题组设计并合成了基于稀土元素铕(Eu)的穴状配体螯合物作为荧光供体,并筛选与其相匹配的发色基团作为荧光受体。在此基础上,构建了 ConA-Dex 探针,将FRET 技术中的荧光供体和荧光受体分别与之结合。

“当检测样品中存在葡萄糖时,这个探针就会解除 FRET 效应,通过供体荧光的升高幅度,就可以反映血糖浓度的高低。这是一个动态观测的手段,很大程度上减轻了病人的痛苦。”尹焕才告诉《中国科学报》记者。

“玻尿酸”发挥大作用

在血糖beplay|登录研制过程中,葛明昊表示,含有稀有元素铕(Eu)的荧光分子从理论上看存在潜在的生物安全性问题的。为了解决这一难题,课题组尝试使用一些生物相容性较好的材料来包裹FRET 荧光探针,但是确定合适的材料并不是一个容易的过程。

经历了多次“失败重来”,科研人员确定使用透明质酸水凝胶来包裹FRET荧光探针。其实,这个透明质酸就是美容护肤品中常用到的“玻尿酸”。

殷建说:“它具有极强的天然保水性能,同时它本质上是由两个双糖单位组成的大型多糖类,在人体中分布广泛,是一种天然具有较高生物相容性的材料。我们把这个探针包裹在直径约为70微米的透明质酸水凝胶微球中,这样一来,就让这个beplay|登录具有了无毒、高生物相容性的特性。”

与此同时,课题组利用了水凝胶材料交织的网状结构,既能排除血液中大分子成分对检测的干扰,又可以在一定程度上保证葡萄糖beplay|登录工作条件的稳定。在长时间连续检测的验证实验中,该葡萄糖beplay|登录在进行检测72小时后仍能够保证检测结果的一致性,表明其具有极佳的稳定性。

回顾这段“找不到合适材料差点不能毕业”的经历,葛明昊说:“作研究是一件很不容易的事。当时有一段时间实验中不管我怎么调整,就是没有办法检测到预期的荧光信号的变化,确实非常郁闷。但是,尹老师和殷老师在科研方向和实验设计上对我进行了很多帮助,正是在团队鼓励下,我对实验中出现的问题不断进行分析和尝试,最终完成了实验与课题。”

2021~2022年产品有望上市

不断的实验数据表明,这种新型血糖检测beplay|登录实现了对血糖的高精度检测,同时经过多重潜在干扰物的验证,具有较高的抗干扰性和稳定性,血液样本无须特殊处理即可实现稳定精确检测。在与目前临床使用的检测方法对比后,结果显示该新型beplay|登录能够替代传统方法。

“从2014年开始我们就在做相关工作,下一步课题组还会进一步优化血糖beplay|登录的荧光性能,开发相应仪器并优化配套试剂,争取在2021~2022年推出相关产品。”尹焕才告诉记者。

为了实现对目前血糖beplay|登录的继续开发,课题组还会尝试进行动物体内的血糖连续监测。“这个方面难度比较大,预计可能会遇到比较多的问题,但我们也在逐步地克服。”葛明昊说。

在实际操作中,如何让这个血糖beplay|登录工作起来呢?尹焕才表示,未来这款产品将可能“像打针一样进入到人体中,我们前期做了很多细胞试验,也对生物安全性作出严格检测,一个月内产品性能都会很好”。

尹焕才告诉记者:“未来我们还会利用已经实现构建的FRET技术进行其他指标的检测,下一步可以进行针对如肿瘤早期诊断相关分子探针的开发等工作,目前,我们已经取得了一定的进展。”

  
关键词: