基于TRPV1生物传感平台的生物学校准定量辣度测量新方法

《Biosensors and Bioelectronics》：Biologically Calibrated and Quantitative Spiciness Measurement Based on a TRPV1-Responsive Biosensing Platform

本研究开发了一种基于TRPV1通道激活的无标记、活细胞游离生物传感器，通过将含功能性TRPV1受体的纳米囊泡整合至电极，实现了对辣椒素诱导离子通量的飞摩尔级灵敏检测。该平台首次建立了TRPV1介导的钙内流与小鼠伤害性行为之间的定量关联，定义了五个生物相关性辣度区间，为食品科学领域提供了可替代主观Scoville辣度单位（SHU）的客观量化新标准。

　　

Highlight

材料与试剂

以下试剂购自相应供应商：丝网印刷电极（SPE, 110SWCNT）（Metrohm DropSens公司）；聚氯乙烯（PVC）、钙离子载体II、四[3,5-双(三氟甲基)苯基]硼酸钠（Na-TFPB）、癸二酸二辛酯（DOS）、四氢呋喃、细胞松弛素B、HC-030031、DiI荧光染料、多聚赖氨酸（PDL）等。

TRPV1激活与伤害性行为的关联性

为评估辣椒素诱发辣度的生物学相关性，我们对表达TRPV1通道的背根神经节（DRG）初级感觉神经元进行钙成像。随着辣椒素浓度增加，细胞内钙峰值水平呈现剂量依赖性升高，激活阈值约0.01 μM，饱和点为1 μM（图2A左）。反应曲线呈现典型S型，与TRPV1通道的配体门控特性一致。

结论

本研究开发的TRPV1生物传感平台通过整合体外TRPV1激活、体内伤害性行为及纳米囊泡（NV）电化学检测技术，成功实现辣椒提取物的辣度分级。该传感器直接捕获受体介导的离子通量信号，兼具分析灵敏度与生理相关性，为食品辛辣味的客观量化提供了创新解决方案。

作者贡献声明

Yongwoo Jang： 文稿审阅–编辑、研究督导、资源协调、资金获取、概念框架设计

Sung Jun Jung： 文稿审阅–编辑、研究督导、资源支持、方法构建、资金获取

Kyung Tae Yeom： 方法优化、实验执行

Hyunsoo Kim： 方法构建、实验实施

Yiseul Han： 方法开发、实验操作

Minwoo Kim： 初稿撰写、方法设计、实验分析、概念构思

Seungwon Yu： 初稿撰写、方法构建...（后续贡献者列表延续此格式）

伦理声明

人体伦理与参与同意声明：不适用

利益冲突

作者声明无相关财务利益冲突

数据可用性

数据见正文或补充材料

资金声明

本研究获韩国国家研究基金会（NRF）资助（项目编号：RS-2023-00302751等）

竞争利益声明

作者声明不存在可能影响研究结果的财务或人际关系

致谢

无