苏州医工所周连群团队在肝素效价检测方面取得研究进展

【字体: 时间:2021年12月09日 来源:中国科学院苏州生物医学工程技术研究所

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  肝素是一种常用抗凝剂,可以作为循环系统药物进行抗血栓治疗,但易引起自发性出血和血小板减少症,所以在临床应用时,对肝素的定量检测必不可少。目前临床主要通过监测活化部分凝血活酶时间(Activated partial thromboplatin time, APTT)和活化全血凝固时间(Activated Clotting Time, ACT),以及血栓弹力图(TEG)来定性评判肝素中可以与血浆结合反应的具有生物活性的单位数量,简称肝素效价。大多数高敏传感器由于检测原理的限制,只能脱离血液环境在缓冲液中检测肝素的物质量,却无法反映肝素效价活性。而在实际情况中,由于存在肝素代谢及敏感度的个体差异,肝素的效价检测比物质量检测更有临床价值,而高灵敏度、宽线性范围的肝素效价检测仍然存在很大的挑战。

  近日,中科院苏州医工所周连群团队郑安然、张威等创新性的研发了一种用于全血肝素效价检测的酶联差时法时差传感器。在该项研究中,提出了基于石墨烯增强型双区传感器的酶联差时法,并用来评估全血中肝素的效价。该方法结合了电化学检测与肝素-肝素酶作用的特异性,比较肝素酶存在时不同肝素效价下的凝血时间。肝素通过在凝血过程中形成肝素-抗凝血酶-凝血酶复合物发挥抗凝作用,而肝素酶可以特异性与肝素结合并抑制其抗凝能力。结果表明,该传感器在10μL全血中的肝素效价检测具有较高的选择性,检测限为0.1U/mL,线性检测范围为0.1-5U/mL,峰值时间的变异系数小于5%。该传感器在肝素效价检测中具有良好的重复性、高灵敏度和宽检测范围,具有较好的临床应用,有助医生在抗凝治疗过程中快速做出安全决策。 

 1.肝素效价检测过程 (a) 生物传感器的制作过程; (b) 检测原理图;(c) 传感器实物图。 

  近年来,周连群团队在凝血机制和检测方面开展深入研究,提出了一系列原创性方法和新型传感技术,实现了对血液的凝固过程进行实时监测,能够准确检测血浆和全血样本的凝血时间,以更少样本量、更短检测时间实现了对凝血PTAPTT等指标的实时监测,自主研发了凝血POCT电化学检测传感器。凝血微型化、实时化和快速检测技术的发展,未来在急诊、ICU、居家服药、战地救援等方面均具有重要的临床价值。 

  该项研究成果以题为“The heparinase-linked differential time method allows detection of heparin potency in whole blood with high sensitivity and dynamic range”,被SCI一区Top期刊Biosensors and Bioelectronics接收发表,该期刊影响因子为10.618。

  论文链接:https://doi.org/10.1016/j.bios.2021.113856 

  该研究获得了国家自然科学基金、科技部重点研发计划、中科院重大科研仪器装备研制项目、中国科学院青年创新促进会和江苏省重点研发计划项目等资助。 

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