游離氨基酸檢測傳感器研發取得新進展
【化工儀器網 項目成果】日前，中國科學院亞熱帶農業生態研究所印遇龍院士團隊在游離氨基酸檢測傳感器研發方面取得新進展，成功構建電流型賴氨酸生物傳感器、比色型色氨酸生物傳感器和基于肽適體的谷氨酸生物傳感器，可用于賴氨酸、色氨酸和谷氨酸的快速檢測。
游離氨基酸指在生物體內或食物中以游離狀態存在的單個氨基酸分子，是生物體內重要的小分子代謝物。游離氨基酸對于生物體的正常生理活動有著重要作用，包括合成蛋白質、參與細胞內各種代謝途徑的調節、提供能量等，一些游離氨基酸影響著免疫功能。因此，生理體液中游離氨基酸的含量可以反映動物機體營養和健康狀態。
在游離氨基酸中，賴氨酸和色氨酸是動物的必需氨基酸，對動物的生長發育有著重要作用，還可作為多種疾病的生物標志物；谷氨酸在中樞神經系統中參與神經遞質的合成和釋放，對于神經功能具有重要作用，谷氨酸濃度的異常會引起多種神經或精神疾病。因此，對賴氨酸、色氨酸和谷氨酸的快速檢測有著重要意義。
目前，游離氨基酸的檢測主要依靠高效液相色譜法、液相色譜-質譜聯用法和氨基酸分析儀法，無法滿足快速檢測需求。中國科學院亞熱帶農業生態研究所印遇龍院士團隊長期從事游離氨基酸活體監測研究。在之前研究工作的基礎上，團隊在構建酶基傳感器上取得了新成果。
團隊將自行篩選獲得的賴氨酸肽適體固定至聚苯胺修飾的玻碳電極上，構建了電流型賴氨酸生物傳感器，具備抗無關蛋白干擾能力，可用于血清中賴氨酸的超靈敏檢測，檢測限為0.33 nM；將自行篩選獲得的色氨酸肽適體修飾到納米金表面，構建了比色型色氨酸生物傳感器，可用于血清中色氨酸的直接原位快速檢測，檢測限為1.0 μM，該方法無需專業的電化學設備，具有反饋快、簡便易得、易讀出等明顯優勢；將自行篩選獲得的谷氨酸肽適體固定于金電極表面，構建了基于肽適體的谷氨酸生物傳感器，表現出良好的特異性和抗干擾性，特別是可區分谷氨酰胺和谷氨酸，可用于血清中谷氨酸的超靈敏檢測，檢測限為0.1 nM。
上述研究以A peptide aptamer based electrochemical amperometric sensor for sensitive L-glutamate detection和Peptide aptamer-based polyaniline-modified amperometric biosensor for L-lysine detection in real serum samples為題分別發表在國際期刊Bioelectrochemistry和Measurement上。
團隊構建的傳感器為體液氨基酸快速檢測和實時監測提供了實現途徑，并且解決了傳統酶基傳感器在區分谷氨酰胺和谷氨酸時的不足。該研究成果不僅為讓游離氨基酸監測在動物養殖過程中能夠發揮更大的作用，也為動物體液中代謝物檢測提供了新的思路。
(資料來源： 亞熱帶農業生態研究所)
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