一种用于复杂样品中方向可控生物传感的膜支架

《npj Biosensing》：A membrane scaffold for oriented-controlled biosensing in complex samples

　　

摘要

在生物传感领域，由于分析物丰度低且共存物质会产生干扰，如何在复杂样品中同时实现高灵敏度和高选择性地检测目标分子仍然是一个核心挑战。在此，我们提出了一种基于显示ZZ标签的乙型肝炎病毒衍生L蛋白的膜支架（ZZ-L膜），该支架能够实现传感分子的方向性固定。在石英晶体微天平传感器芯片上，ZZ-L膜可实现免疫球蛋白G（IgG）的定向固定，与直接固定相比，对纯化的食品过敏原（包括卵类粘蛋白、凝集素和原肌球蛋白）的检测灵敏度提高了约200倍，结合能力也显著增强。传统方法无法在复杂基质中检测到目标物，而ZZ-L膜则实现了对小麦面筋中麦谷蛋白和对加热虾提取物中原肌球蛋白的灵敏且选择性检测。抗体血凝素IgG的定向固定还使灭活的甲型流感病毒的可检测量降低了约12倍。该方法不仅适用于抗体：Fc融合瘦素受体也可被类似固定，使检测灵敏度提高了约15倍。在所有靶标中，每个传感分子结合的 analyte 分子数均一致增加，表明分子识别界面的活性组分比例有所提高。综上所述，这些结果表明，膜介导的定向控制可改善分子可及性并增加活性组分，确立了ZZ-L膜作为复杂样品生物传感的稳健平台，在食品安全、病毒诊断和生物标志物检测等领域具有广泛应用前景。