人类免疫缺陷病毒(HIV)的早期检测对于实现有效治疗和控制疾病传播至关重要。HIV-1p24衣壳蛋白的检测在HIV感染的及时和选择性诊断中起着关键作用。2021年发表的“Surface Plasmon Resonance Assay for Label-Free and Selective Detection of HIV-1 p24 Protein”采用多参数表面等离子体共振(SPR)技术,开发了一种可靠且无标记的HIV-1p24蛋白检测方法。 HIV的早期检测对于实施有效治疗和控制疾病传播至关重要。HIV-1p24蛋白作为HIV感染早期诊断的重要生物标志物,其准确检测对于及时采取医疗措施具有重要意义。表面等离子体共振(SPR)技术是一种高灵敏度、无标记的生物传感技术,能够实时监测生物分子间的相互作用,广泛应用于生物医学研究和临床诊断。 SPR实验在HIV-1p24蛋白检测中的应用 实验设计: 本研究采用多参数SPR技术,通过物理吸附和化学沉积两种方式将鼠抗HIV-1p24单克隆抗体固定在金属。传感器表面,进而检测重组HIV-1p24蛋白。 抗体固定化策略: 物理吸附: 直接将抗体吸附在裸金表面,操作简便但可能导致抗体活性位点受损。 化学沉积: 通过自组装单层(SAM)技术将抗体共价结合在金表面,虽然抗体覆盖度较低,但结合亲和力和检测灵敏度更高。 抗体覆盖度与结合亲和力: 物理吸附的抗体表面覆盖度高达(7.5±0.3)×10¹¹分子/cm²,但结合亲和力较低(Kₙ=7.46×10⁻⁵M)。化学沉积的抗体虽然覆盖度较低((2.4±0.6)×10¹¹分子/cm²),但结合亲和力显著提高(Kₙ=5.30×10⁻⁹M),表明化学沉积策略更有利于保持抗体的生物活性。 检测限与选择性: 化学沉积抗体系统的检测限低至(4.1±0.5)nM,与酶联免疫吸附试验(ELISA)相当,且选择性比率低至0.02,表现出极高的检测灵敏度和选择性。 SPR技术的优势: 实时监测: SPR技术能够实时监测生物分子间的相互作用,提供动态的生物传感信息。 无标记检测: 无需对生物分子进行标记,避免了标记过程可能引入的误差和干扰。 高灵敏度: 对金表面局部折射率的微小变化非常敏感,适用于低浓度生物分子的检测。 结论与展望 该研究通过多参数SPR实验成功实现了HIV-1p24蛋白的高灵敏度、高选择性检测。化学沉积抗体固定化策略在提高结合亲和力和检测灵敏度方面表现出显著优势。 SPR技术在生物医学研究和临床诊断中具有广阔的应用前景。随着技术的不断发展和完善,SPR技术有望在HIV感染早期诊断、疾病监测和药物筛选等领域发挥更加重要的作用。同时,该研究也为生物电子传感器的开发提供了新的思路和方法。
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