纳米技术掀起微量蛋白检测的革命（图）

　　

[生物通讯]生化学家早就忌妒分子生物学同行们在分子海洋中检测微量遗传物质的能力了。但现在，由于一种能将少量铁和金变为检测靶蛋白的生化“探测器”的发明问世，生化学家也即将迎来自己领域同样的革命性技术。

几年来，伊利诺斯西北大学的化学家Chad Mirkin和他的同事已用微小金属离子来检测能标记从癌细胞到炭疽杆菌等各种物质存在的DNA序列。但这种方法不能缺少PCR反应这一步骤。因此Mirkin和他的研究生C. Shad Thaxton将目光瞄向了一个PCR无法检测的矿藏：蛋白。

他们的靶蛋白是前列腺特异抗原（prostate-specific antigen ，PSA),PSA能指示男子是否罹患前列腺癌，也有研究正在探查PSA可否用于乳腺癌标记。为检测PSA，Mirkin和他的学生首先使用两种类型的粒子：带磁铁核的1微米直径塑料球和一个直径小得多的无磁性纳米金粒子。研究人员将铁粒子连到经遗传改造的单克隆抗体上，该抗体用同样的分子“把手”可与PSA结合。研究人员将纳米金粒子连到能[AD340X300]在不同位点与PSA结合的多克隆抗体上。他们还用数千个小DNA片段给金粒子加上标签。

在实验中，Mirkin和他的学生将两套纳米粒子都加到含有PSA的溶液中。单克隆和多克隆抗体都与PSA结合，向三明治那样将靶蛋白夹在两个粒子中间。然后，研究人员打开一个磁场吸引磁性粒子移到试管的一侧。如果PSA存在，那么PSA和任何附着的含DNA纳米粒子都都会被拖到试管的一侧。研究人员接下来用另一种标准溶液领附着到每一个小DNA片段释放一条互补链，这些互补DNA可被标准的DNA检测方法检测到。

这种方法效果极佳，有关研究结果发表在9月27日期的《科学》杂志上。每一个纳米金粒子上的数千个DNA分子放大了信号，使得即使在3attomolar（10^-18摩尔）的浓度下也能检测到蛋白。“这种检测方法的灵敏度近似于PCR，但检测的是蛋白。”Mirkin说。

“这个灵敏度简直令人窒息。”佛罗里达大学的化学家Charles Martin称赞道。通过安装连有混合抗体和对应DNA标记的松散粒子，研究人员可以检测一次检测数百种不同的靶蛋白，这对于研究人员无疑是一大福音，最终对于医生也是如此。（生物通编译）