【化工仪器网 项目成果】日前，中国科学院亚热带农业生态研究所印遇龙院士团队在游离氨基酸检测传感器研发方面取得新进展，成功构建电流型赖氨酸生物传感器、比色型色氨酸生物传感器和基于肽适体的谷氨酸生物传感器，可用于赖氨酸、色氨酸和谷氨酸的快速检测。
游离氨基酸指在生物体内或食物中以游离状态存在的单个氨基酸分子，是生物体内重要的小分子代谢物。游离氨基酸对于生物体的正常生理活动有着重要作用，包括合成蛋白质、参与细胞内各种代谢途径的调节、提供能量等，一些游离氨基酸影响着免疫功能。因此，生理体液中游离氨基酸的含量可以反映动物机体营养和健康状态。
在游离氨基酸中，赖氨酸和色氨酸是动物的必需氨基酸，对动物的生长发育有着重要作用，还可作为多种疾病的生物标志物；谷氨酸在中枢神经系统中参与神经递质的合成和释放，对于神经功能具有重要作用，谷氨酸浓度的异常会引起多种神经或精神疾病。因此，对赖氨酸、色氨酸和谷氨酸的快速检测有着重要意义。
目前，游离氨基酸的检测主要依靠高效液相色谱法、液相色谱-质谱联用法和氨基酸分析仪法，无法满足快速检测需求。中国科学院亚热带农业生态研究所印遇龙院士团队长期从事游离氨基酸活体监测研究。在之前研究工作的基础上，团队在构建酶基传感器上取得了新成果。
团队将自行筛选获得的赖氨酸肽适体固定至聚苯胺修饰的玻碳电极上，构建了电流型赖氨酸生物传感器，具备抗无关蛋白干扰能力，可用于血清中赖氨酸的超灵敏检测，检测限为0.33 nM；将自行筛选获得的色氨酸肽适体修饰到纳米金表面，构建了比色型色氨酸生物传感器，可用于血清中色氨酸的直接原位快速检测，检测限为1.0 μM，该方法无需专业的电化学设备，具有反馈快、简便易得、易读出等明显优势；将自行筛选获得的谷氨酸肽适体固定于金电极表面，构建了基于肽适体的谷氨酸生物传感器，表现出良好的特异性和抗干扰性，特别是可区分谷氨酰胺和谷氨酸，可用于血清中谷氨酸的超灵敏检测，检测限为0.1 nM。
上述研究以A peptide aptamer based electrochemical amperometric sensor for sensitive L-glutamate detection和Peptide aptamer-based polyaniline-modified amperometric biosensor for L-lysine detection in real serum samples为题分别发表在国际期刊Bioelectrochemistry和Measurement上。
团队构建的传感器为体液氨基酸快速检测和实时监测提供了实现途径，并且解决了传统酶基传感器在区分谷氨酰胺和谷氨酸时的不足。该研究成果不仅为让游离氨基酸监测在动物养殖过程中能够发挥更大的作用，也为动物体液中代谢物检测提供了新的思路。
(资料来源： 亚热带农业生态研究所)