氨基酸傳感器研究獲突破低成本檢測有望實現

2020-09-07 10:01:02 來源：儀器網閱讀量：8116

　　在養殖業中，禽畜健康狀態對于預防疾病、保障產品的產出具有重要意義，而禽畜的營養對產品質量有著關鍵影響。一般禽畜養殖主要通過控制溫度、濕度、通風條件等環境因素以及衛生條件實現健康養殖，通過飼料的調配改善禽畜的營養狀況。但是要保證禽畜的營養和健康狀態不能僅依靠養殖方式的管理和經驗判斷，還需要利用檢測儀器進行分析。

　　評估動物營養和健康狀態的常用指標是游離氨基酸的濃度。游離氨基酸是指未結合在蛋白質分子中的氨基酸，主要由食物蛋白消化和機體蛋白質分解合成產生，部分氨基酸還可由機體合成。

　　游離氨基酸是合成蛋白質、多肽以及其他其他含氮的生理活性物質的主要成分，對生物大分子的活性及其生理功能起著極為重要的作用。因此特定種類或者多種氨基酸濃度變化可以反映動物機體營養和健康狀態。

　　游離氨基酸的檢測方法很多，如高效離子交換色譜法、氣相色譜/質譜聯用法( GC /MS)、液相色譜質譜聯用( LC /MS) 法、高效陰離子交換色譜-積分脈沖安培法( HPAEC-IPAD)等。這些方法往往需要昂貴的儀器設備、復雜的樣品衍生化處理流程以及熟練的操作人員，很難實現實時實地的動態監測。

　　隨著生物傳感器的發展，針對氨基酸監測的生物傳感器也開始進行研制，并且取得了一定成果。然而目前的氨基酸傳感器仍然存在著存在穩定性不強和生物相容性問題待改善等問題。解決這些問題的可能方法是構建多肽適配體(肽適體)生物傳感器。

　　近日，中國科學院亞熱帶農業生態研究所農牧復合生態研究與畜禽健康養殖研究中心研發出一種新型氨基酸生物傳感器，可以為開發基于肽適體的生物傳感器提供基礎。

　　研究團隊通過搜集豬、人、小鼠以及大鼠的氨基酸代謝相關蛋白29185條，形成氨基酸代謝相關蛋白庫并獲得對應八肽的肽庫。進行初步篩選后，團隊獲得具有單一氨基酸特異結合性的八肽653條，平均每種氨基酸33條。

　　隨后，使用等溫滴定量熱儀對多肽與氨基酸模擬結合的效果進行驗證，獲得了具有特異性氨基酸識別能力的肽適體。使用通過驗證的肽適體(以特異性識別精氨酸的肽適體為例)進行電化學阻抗型傳感器的構建。監測結果顯示，這種生物傳感器對精氨酸濃度檢測具有良好的效果。

　　可植入式或可穿戴式氨基酸檢測傳感器不僅可用于動物，還可以用于人體健康狀況的實時監測。雖然現階段這一技術還未成熟，但隨著研究的一次次突破，可以投入實用的氨基酸傳感器不會太遠。

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