Nyt lys:En ny type immunosensor til immunoassay-tests

Immunosensorer anvendes i vid udstrækning i immunoassays til påvisning af antigener. En sådan immunosensor er et quenchbody (Q-body), som indeholder et modificeret antistoffragment med et quenched fluorescerende farvestof. Når et antigen binder til Q-legemet, farvestoffet forlader antistoffet, og fluorescensen intensiveres. Ændringen i fluorescensintensitet er let at måle, gør Q-body-baserede antigendetektionssystemer utroligt enkle. Imidlertid, denne metode kræver en ekstern lyskilde til at excitere elektronerne i det fluorescerende farvestof for at producere luminescens.

En måde at løse dette på er at inducere luminescens ved en alternativ metode. For at opnå dette, forskere fra Tokyo Tech, Japan, har udviklet en ny immunosensor. De brugte et modificeret luciferase-enzym kaldet "NanoLuc" (Nluc), der oprindeligt er ansvarlig for bioluminescens i rejer og fusionerede det til Q-kroppen. Denne immunosensor, kaldet "BRET Q-body, " fungerer efter princippet om bioluminescensresonansenergioverførsel (BRET). Her, et selvlysende substrat tilføjes til det smeltede Q-legeme. Substratet reagerer med enzymet, og denne reaktion giver den energi, som farvestoffet kræver for at inducere fluorescens. Denne type luminescens er fordelagtig, som professor Hiroshi Ueda, der leder holdet af forskere, forklarer:"BRET Q-body-systemet kan bruges til at visualisere tilstedeværelsen eller fraværet af et antigen som en ændring i emissionsfarven uden noget instrument." Deres resultater blev for nylig offentliggjort i tidsskriftet Analytisk kemi .

For at forberede BRET Q-kroppen, forskerne brugte et enkeltkædet antistoffragment, som binder til antigenet BGP, et protein, der findes i knoglen. Antistoffragmentet blev derefter mærket med et fluorescerende farvestof. De testede derefter fluorescensintensiteten af ​​de resulterende BRET Q-legemer og observerede, at tilsætningen af ​​antigenet øgede intensiteten af ​​fluorescensen.

Efter disse første resultater, forskerne testede antigenafhængigheden af ​​BRET Q-legemet. De sammenlignede fluorescensen opnået ved den nye BRET-baserede metode med den konventionelle bestrålingsbaserede metode. Fluorescensintensiteten af ​​BRET-Q-legemet blev først målt med excitationslys og senere i nærvær af det luminescerende substrat. De fandt ud af, at antigenbindingen bragte Nluc-enzymet og farvestoffet tættere på hinanden, hvilket resulterede i højere fluorescensintensitetsniveauer, når substratet blev brugt. Da luminescens fra BRET Q-legemet først opnås fra enzymet og derefter fra det fluorescerende farvestof ved antigenbinding, en simpel farveændring indikerer tilstedeværelsen af ​​et antigen.

Denne undersøgelse baner vejen frem for en ny klasse af bioluminescerende sensorer, der ikke kræver en ekstern excitationslyskilde. De nye BRET Q-bodies forventes at gøre immunoassay-tests meget enklere og mere nøjagtige. Som prof. Ueda forklarer fordelene og potentielle anvendelser af deres resultater, "Detekteringen af ​​BRET-signalet behøver ikke en lyskilde, tillader visuel observation af farveændringen, og lettere integration til en smartphone-baseret enhed. Derfor, vi forventer, at BRET Q-bodies vil være et lovende værktøj til diagnose, fødevaresikkerhed, miljøbevarelse, og biologisk forskning."