新型血糖傳感器！高靈敏性的同時具有極佳的抗干擾性

　　近幾十年，糖尿病的患病率逐年攀升，糖尿病在世界各地都正成為日益嚴重的公共健康問題。在預防、診斷和治療糖尿病方面，定期監測血糖水平一直被公認為疾病評估和管理的重要手段。在過去的幾年中，對于血糖檢測，大多數研究人員關注的是基于酶的電化學傳感器的開發，然而該方法還需要克服一些缺點：包括復雜的酶凈化過程和較高的制造成本，以及由于酶變性導致缺乏長期的穩定性，同時血液成分較為復雜，現有的檢測方法易受到除血糖外其他成分的干擾。

　　圖1：一種基于FRET效應的新型血糖傳感器。葡萄糖熒光探針被包裹于透明質酸微球中，能夠實現對血糖的高靈敏檢測，同時具有極佳的抗干擾性、穩定性和生物相容性。　　熒光共振能量轉移（FRET）是一種熒光基團間通過偶極-偶極的相互作用以非輻射方式發生能量轉移的現象，由Forster于1948年提出。當發生FRET現象時，表現為熒光供體受到激發光的激發后，其產生的熒光強度遠低于其單獨存在時，而熒光受體的熒光強度大大增強或發生猝滅。

　　當FRET技術應用在檢測過程中時，由于整個反應體系都在溶液中進行，因此具有操作簡單方便、樣品無需特殊前處理的優點。同時該技術也具有檢測靈敏度高、抗干擾能力強的優勢，因而獲得了越來越多的關注。經過幾十年的研究發展，熒光共振能量轉移技術已經在免疫分析、核酸檢測、環境分析、藥物篩選等多個領域廣泛應用，是一種用于血液分子檢測的良好工具。

　　圖2：新型FRET血糖傳感器用于人血樣本的血糖檢測。將檢測結果與目前臨床常用的血糖檢測方法（己糖激酶法）進行對比，結果表明該血糖傳感器對于真實生物樣本同樣具有極佳的檢測性能，顯示出巨大的應用前景近日，中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所醫學檢驗室蛋白質組學中心尹煥才課題組的葛明昊、殷建等人，開發出基于FRET效應的熒光探針，從而制備出新型血糖傳感器，實現了對血糖的高靈敏度檢測。

　　研究者首先設計并合成了基于鑭系離子的穴狀配體螯合物作為熒光供體，基于其熒光激發及發射光譜，篩選與其相匹配的發色基團作為熒光受體。同時利用刀豆蛋白A（Concanavalin A，ConA）對不同糖類親和力的差異構建了ConA-Dex探針，將FRET技術中的熒光供體和熒光受體分別與之結合，當檢測樣品中存在葡萄糖就會解除FRET效應，從而能夠通過檢測供體熒光的升高來反映葡萄糖濃度的高低。

　　研究者還使用了透明質酸水凝膠來包裹FRET熒光探針。透明質酸是由兩個雙糖單位組成的大型多糖類，在人體中分布廣泛，是一種天然具有高生物相容性的材料，其在藥物載體、支架材料等方面為許多研究使用。使用透明質酸水凝膠來包裹探針，可以使該葡萄糖傳感器具有無毒、高生物相容性的特性。解決了鑭系穴狀配體螯合物在應用中具有潛在生物安全性的問題。

　　研究結果表明，該新型葡萄糖傳感器實現了對血糖的高精度檢測，同時經過多重潛在干擾物及長時間連續檢測的驗證，具有較高的抗干擾性和穩定性。在與目前臨床使用的檢測方法對比后，結果顯示該新型傳感器能夠實現對傳統方法的替代，未來有較高的應用潛能。