电化学酪氨酸点击生物偶联技术能够实现天然血清中多种细胞因子的同时检测与免疫分析

《Nature Communications》：Electrochemical tyrosine-click bioconjugation enables multiplexed cytokine sensing and immunoprofiling in native serum

　　

摘要

电化学生物传感器需要坚固且可控的生物界面，但现有的蛋白质固定化方法速度较慢且机制不明确。本文介绍了一种界面电化学酪氨酸点击（i-eY-Click）策略，能够在生理条件下快速（<3分钟）且选择性地实现天然蛋白质的共价连接。在温和的电位（+0.36 V vs Ag/AgCl）下，电极上接枝的4-苯基尿唑被原位氧化为苯并三唑二酮中间体，这些中间体能够特异性地与酪氨酸残基反应，无需进行基因修饰或使用可溶性催化剂。与传统的酰胺偶联方法相比，i-eY-Click的反应速率快约20倍，同时还能保持蛋白质的活性。将该方法应用于碳微电极阵列上，可以制备出可控的抗体单层，并支持在天然血清中进行多重细胞因子检测，显著提高了检测灵敏度、检出限和重复性。此外，我们还利用这一平台在纳米塑料暴露模型中对体内血清进行了免疫分析，发现了与电荷相关的细胞因子特征以及聚乳酸颗粒引起的延迟炎症反应。因此，i-eY-Click为高性能生物界面的开发提供了一种基于化学方法的通用途径，适用于多重免疫检测和生物标志物分析。