最近，來(lái)自格羅寧根大學(xué)的化學(xué)生物學(xué)副教授Giovanni Maglia等人設(shè)計(jì)了一種納米孔系統(tǒng)，能夠在幾秒鐘內(nèi)同時(shí)測(cè)量各種生物體液中的不同代謝物。電輸出信號(hào)可輕松集成到電子設(shè)備中，用于家庭診斷。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在Nature Communications上。

一般來(lái)講，測(cè)量體內(nèi)的許多代謝物或藥物是復(fù)雜且耗時(shí)的，而且通常不可能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。對(duì)此，通過(guò)單個(gè)納米孔的離子電流對(duì)于替代標(biāo)準(zhǔn)生化分析具有較高的前景。

一年前，Maglia演示了如何使用納米孔來(lái)識(shí)別蛋白質(zhì)和多肽的“指紋”。如今，他將這種系統(tǒng)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)用于識(shí)別生物體液中的小分子。為此，他使用了一個(gè)更大的圓柱形納米孔，并添加了底物結(jié)合蛋白。

（圖片來(lái)源：Giovanni Maglia, University of Groningen）

Maglia使結(jié)合蛋白適應(yīng)納米孔內(nèi)部的環(huán)境。蛋白質(zhì)與其底物結(jié)合會(huì)改變其構(gòu)象，這反過(guò)來(lái)會(huì)改變通過(guò)孔隙的電流。

通過(guò)添加兩種不同的對(duì)葡萄糖和氨基酸天冬酰胺特異識(shí)別的底物結(jié)合蛋白，Maglia能夠在一分鐘內(nèi)從一滴血液的一小部分中獲得上述兩種成分的值。Maglia的方法適用于血液，汗液，尿液或任何其他體液，無(wú)需準(zhǔn)備樣品。此外，由于底物結(jié)合蛋白位于膜的一側(cè)，樣品位于另一側(cè)。毛孔非常狹窄，混合只發(fā)生在納米孔內(nèi)部，因此系統(tǒng)可以連續(xù)運(yùn)行。

現(xiàn)在的挑戰(zhàn)是為更多底物（包括藥物）鑒定合適的結(jié)合蛋白。到目前為止，Maglia的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了十個(gè)。但他們需要調(diào)整其與納米孔的適應(yīng)性。Maglia正在尋找機(jī)會(huì)建立一家提供這些結(jié)合蛋白的公司。 “如果我們能夠創(chuàng)建一個(gè)特定于數(shù)百種不同代謝物的蛋白質(zhì)的系統(tǒng)，我們將創(chuàng)造一種革命性的醫(yī)療診斷新技術(shù)。”

資訊出處：New method measures single molecules from nanoliter of blood in real time

原始出處：Nicole Stéphanie Galenkamp, Misha Soskine, Jos Hermans, Carsten Wloka, Giovanni Maglia. Direct electrical quantification of glucose and asparagine from bodily fluids using nanopores. Nature Communications, 2018; 9 (1) DOI: 10.1038/s41467-018-06534-1