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睡眠与健康息息相关,而褪黑素(Melatonin)在调节睡眠 - 觉醒周期中起关键作用。为准确检测唾液褪黑素以诊断昼夜节律睡眠 - 觉醒障碍(CRSDs),研究人员开发了竞争酶联适配体分析法(ELAA)。该方法灵敏度高,检测限达 2.5×10-12 M,有望改善相关疾病诊断与治疗。
在现代社会,睡眠问题困扰着越来越多的人。褪黑素作为调节睡眠 - 觉醒周期的关键激素,其在体内的分泌规律与昼夜节律紧密相连。每天临近睡眠时间,褪黑素分泌增加,促使人们产生困意。因此,准确测量暗光下褪黑素起始分泌时间(dim light melatonin onset,DLMO),对于了解人体昼夜节律、诊断睡眠 - 觉醒周期紊乱至关重要。然而,传统检测唾液中褪黑素的方法存在诸多弊端。一些方法操作复杂,另一些则灵敏度欠佳,尤其在检测低浓度褪黑素时,难以满足精准评估 DLMO 的需求。比如,对于老年人或患有神经退行性疾病的人群,他们体内褪黑素水平较低,传统检测方法常常力不从心。在这样的背景下,来自加拿大拉瓦尔大学(Université Laval)、萨斯喀彻温大学(University of Saskatchewan)等机构的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们致力于开发一种新型检测方法,以更准确地检测唾液中的褪黑素。经过不懈努力,研究人员成功开发出一种竞争酶联适配体分析法(enzyme - linked aptamer - based assay,ELAA)。这一成果意义非凡,它为准确测定 DLMO 带来了新的希望,有助于精准诊断昼夜节律睡眠 - 觉醒障碍(circadian rhythm sleep - wake disorders,CRSDs),从而使医疗保健人员能够根据个体独特的昼夜节律,优化治疗和行为干预的时机与选择,为改善睡眠障碍患者的生活质量提供有力支持。该研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员在这项研究中运用了多种关键技术方法。首先是适配体技术,他们选用了化学合成的单链 DNA 适配体,这种适配体能够高度特异性且灵敏地结合褪黑素。其次是竞争酶联免疫分析技术,通过让样本中的未标记褪黑素与标记抗原(MLT - OVA)竞争结合捕获适配体,根据结合情况产生的信号来检测褪黑素含量。在样本处理方面,研究人员收集了健康志愿者的唾液样本,并对其进行离心、过滤等处理,以排除干扰物质。
研究结果如下:
- 检测条件优化:通过棋盘滴定法优化了竞争剂 MLT - OVA 和褪黑素适配体的浓度。结果显示,6.25 μM 的褪黑素适配体与 5 μg/mL 的 MLT - OVA 组合,能在不过度饱和 MLT - OVA 结合位点的情况下,产生可测量的吸光度信号,为 ELAA 检测提供了最佳的灵敏度平衡。
- 检测性能评估:在优化条件下构建的剂量 - 反应曲线表明,该检测方法的动态范围为 8.62×10-6 M 至 3.9×10-11 M。根据测量数据计算得出的校准曲线方程为 Absorbance = - 0.03940 * log [MLT]+0.1948(R2=0.9696)。检测限(limit of detection,LOD)达到 2.5×10-12 M,曲线所有数据点的相对标准偏差(relative standard deviation,RSD)为 1.92 ± 1.06%(mean ± S.D.),展现出良好的检测性能。
- 特异性测试:研究人员使用与褪黑素结构相似的分子(L - 色氨酸(L - TRP)、血清素(SER)、N - 乙酰 - 5 - 羟色胺(NAT)和 5 - 甲氧基色胺(5 - MT))进行特异性测试。结果发现,大多数对照靶标与适配体的结合较少,主要与竞争剂 MLT - OVA 结合,仅 L - TRP 在高浓度时与适配体有少量结合,证明了该检测方法具有较高的特异性。
- 加标回收研究:在经过处理的真实唾液样本中进行加标回收测试,分别加入 4.6 ng/mL、0.46 ng/mL 和 0.046 ng/mL 的褪黑素。结果显示,回收率在 79% - 126% 之间。虽然回收率存在一定波动,可能是由于校准使用的缓冲液与人体唾液成分不完全一致,但总体表明该方法在实际样本检测中具有一定的可行性。
在研究结论和讨论部分,研究人员开发的竞争 ELAA 在检测唾液褪黑素方面展现出显著优势。其高灵敏度和较宽的动态范围,使其能够有效检测低浓度的褪黑素,这对于准确测定 DLMO 具有重要意义,特别是对于那些褪黑素水平极低的人群。此外,该方法对结构相似的对照靶标结合极少,特异性良好。然而,研究也指出了目前存在的一些问题,如在加标回收实验中,由于校准缓冲液与人体唾液成分的差异,导致回收率存在波动。未来研究需要使用更接近人体唾液成分的校准物,如人工唾液,来进一步优化校准曲线,提高检测的准确性和可靠性。总体而言,这项研究为唾液褪黑素检测提供了新的有效方法,为后续准确诊断 CRSDs 及相关疾病奠定了坚实基础,有望推动睡眠医学领域的进一步发展,帮助更多受睡眠障碍困扰的患者改善健康状况。