挽救中毒患者生命經(jīng)常是幾分鐘的事情,復雜的實驗室分析過程以及復雜的設(shè)備不可能出現(xiàn)在事發(fā)現(xiàn)場,,因此需要急救醫(yī)生對毒藥或者患者過量服用的毒品類型做出快速,、可靠的診斷。最近,,伊利諾斯州立大學的一支研究小組發(fā)明出一種快速診斷的生化檢測條(test strips),,如同操作驗孕試紙一樣,非常簡單,,只需將檢測條浸入樣本中觀察是否出現(xiàn)顏色條帶,。這種檢測條可靠性不啻于實驗室方法,。在此基礎(chǔ)上,由盧軼(Yi Lu,,音譯)帶領(lǐng)的研究小組又開發(fā)出可以檢測唾液,、尿液、血清等生化樣本中可卡因的檢測條,。
盧說:“我們的方法主要依賴金粒子(gold spheres)和核酸適體(aptamer),。”核酸適體是一系列單鏈核酸分子,與長度相同的特異靶分子相結(jié)合,,特異性如同抗體一樣,。從大量的序列隨機的DNA鏈(文庫)中,有可能找出適合每個靶分子的核酸適體,。“核酸適體雖已廣泛,、實際應(yīng)用,但其診斷學價值還沒有開發(fā),,因為相應(yīng)的測試不能被沒有經(jīng)過實驗室訓練的普通用戶方便使用,。”
新的檢測可卡因測試條與此不同,當將測試條的一端浸入樣本后,,液體會沿著測試條蔓延到金-核酸適體叢塊區(qū)域,。訣竅就在于這些叢塊的特殊結(jié)構(gòu):它們聚集了連接有短鏈DNA和生物素分子(biotin)的納米金顆粒。這些DNA鏈是可卡因特異DNA核酸適體(cocaine-specific DNA aptamer)兩個區(qū)域的互補鏈,。核酸適體與這些短鏈DNA相結(jié)合,將金顆粒連接成為大的集合體,。當含有可卡因的液體到達集合體后,,可卡因分子立即結(jié)合到核酸適體上,并將核酸適體從混合物中移除,。集合體降解為一個個金顆粒,。自由的金顆粒為紅色。液體沿測試條繼續(xù)蔓延,,到達隔膜,,金顆粒大集合體不能通過隔膜,而紅色的金顆粒能夠通過隔膜,,它們停留在鏈霉親和素(streptavidin,,能與金顆粒表面的生物素特異結(jié)合)窄帶上。金顆粒在窄帶上聚集,,呈現(xiàn)出紅色條帶,。
“我們的方法具有通用性,”盧強調(diào)根據(jù)這個原理,,能夠開發(fā)出快速檢測多種藥品,、毒品以及生理學分子的檢測條,,這一原理也適合環(huán)境檢測。
Yi Lu教授1986年畢業(yè)于北京大學,,獲學士學位,;1992年在美國University of California (Los Angeles) 獲博士學位,然后赴California Institute of Technology化學與化學工程部作博士后,,然后先后在University of Illinois at Urbana-Champaign (UIUC)作助理教授,、副教授、教授,。他的主要研究方向及興趣主要包括金屬蛋白設(shè)計,、 人工生物催化劑工程、DNA/RNA 接觸反應(yīng),、生物傳感器等,。在PNAS, Angew. Chem. Int. Ed, Biochemsitry, J. Am. Chem. Soc.等著名期刊上發(fā)表論文200多篇及8項專利。