研究人员使用波导进行灵敏的研究蛋白酶监测

2022-01-27 10:04:00穆永新导读研究人员首次通过使用微小波导的表面增强拉曼光谱(SERS)检测到蛋白酶的活性。这项工作为实时，使用无标签的波导白酶芯片实验室蛋白酶监测铺平了道路，这

研究人员首次通过使用微小波导的进行监测表面增强拉曼光谱(SERS)检测到蛋白酶的活性。这项工作为实时，灵敏无标签的研究芯片实验室蛋白酶监测铺平了道路，这可以为筛选抑制疾病相关蛋白酶的使用新药物提供高通量方法。

蛋白酶破坏了将蛋白质结合在一起的波导白酶肽键。它们是进行监测重要的药物靶标，因为它们参与多种疾病，灵敏包括癌症，研究阿尔茨海默氏病和关节炎。使用

来自比利时根特大学IMEC研究中心的波导白酶Nina Turk将在9月14日至17日举行的全虚拟OSA光学与激光科学前沿APS / DLS(FiO + LS)会议上介绍这项新研究。

“我们希望，进行监测我们的灵敏跨学科的方法能在一天之实现快速和高效的发现新的药物用于多种蛋白酶 -连接的疾病，从而提高了数以百万计的世界各地患者的生活，”特克说。

芯片上的SERS

SERS使用具有纳米级粗糙度的金属表面来增强光与样品相互作用时产生的微弱信号。由于其高灵敏度，光谱技术可以检测到极小体积的分析物。尽管SERS已用于蛋白酶的灵敏和选择性检测，但只有使用庞大的拉曼显微镜设置才能证明这一点。

近来，纳米等离子体狭缝波导已经成为有效激发和收集SERS信号的新方法。这些波导由两个轨道组成，这两个轨道形成一个小的间隙，可以通过该间隙引导光。用金纳米结构在间隙内部进行涂层可产生SERS效应。由于其体积小，可以将波导集成到芯片实验室设备中，从而可以同时测量许多分析物以实现高通量药物发现。

为了查看这些纳米等离子缝隙波导是否对SERS蛋白酶检测有用，研究人员制造了波导并设计了检测胰蛋白酶的实验。他们为胰蛋白酶创造了与金纳米结构结合的特定肽底物。当胰蛋白酶肽裂解至底物时，部分底物会扩散开来，从而导致SERS光谱强度的可检测到的降低。

他们的实验显示，胰蛋白酶孵育一小时后，SERS强度降低了70%，表明纳米等离子体狭缝波导可用于检测胰蛋白酶。研究人员正在努力扩展其平台，以便它可以同时检测两种或多种蛋白酶的活性。这项工作是由根特大学-imec与佛兰德生物技术研究所(VIB)在Roel Baets教授和Kris Gevaert教授的指导下进行的合作。