施国跃&张闽Anal. Chem.：EG-FET传感器检测阿尔茨海默病Aβ积累相关的激酶

通讯作者：张闽；施国跃

通讯单位：华东师范大学

Aβ淀粉样肽被普遍认为是阿尔茨海默病(Alzheimer‘s disease, AD)的病理标记物，但探讨Aβ在AD中的上下游关系仍具有重要意义。c-Abl是一种非受体酪氨酸激酶，有报道称Aβ可以活化c-Abl，但Aβ与c-Abl之间的相互作用尚不清楚。

在此基础上，华东师范大学施国跃教授和张闽教授开发了一种新型的基于扩展栅场效应晶体管(EG-FET)的传感器，以高灵敏度和选择性监测c-Abl的水平。该传感器在1 pg/mL~3.05 μg/mL浓度范围内呈良好的线性相关。

图1. 转基因AD小鼠c-Abl活性检测原理说明。

相关工作以“High-Performance Extended-Gate Field-Effect Transistor for Kinase Sensing in Aβ Accumulation of Alzheimer’s Disease”为题发表在Analytical Chemistry上。

图2. (A) 在功能化GE上的N1s和Au 4f的高分辨率XPS光谱。一步法制备的功能化GEs在25 mM Tris-HCl (pH=7.4)中的CV曲线(B)和输出电流曲线(C)。(D) 功能化GEs在5 mM [Fe(CN)6]3−/4−和0.1 M KCl溶液中的EIS。

要点1. 研究人员们在EG-FET的GE上修饰了c-Abl的特异性识别肽，作为传感元件传感跟踪c-Abl活性。

要点2. c-Abl诱导的Abltide选择性磷酸化反应使修饰后的GE表面电位发生变化，有效电压增加。在增强模式下，随着栅极区电子密度的增加，流经栅极通道的电流增加。因此，EG-FET传感器能够通过监测其输出曲线Ids-Vds来识别磷酸化反应的c-Abl活性。该传感器在1 pg/mL~3.05 μg/mL浓度范围内呈良好的线性相关。

要点3. 该传感器已成功应用于AD转基因小鼠脑组织中c-Abl活性的定量检测，并通过给药c-Abl抑制剂(伊马替尼)和激动剂(DPH)探讨了c-Abl与AD小鼠Aβ的相互作用。这对探索AD的发病机制具有重要意义。本研究可望为AD的早期诊断和治疗提供重要参考。

图3. BSA/GE(A)和BSA/abtide/GE(B)在空白25 mM Tris-HCl (pH=7.4)(黑色曲线)和含有100 μM ATP的2 μg/mL c-Abl(红色曲线)溶液中的Ids−Vds。(C) BSA/GE和BSA/abtide/GE含有100 μM ATP的2 μg/mL C-Abl溶液中ΔI。BSA/abtide/GE对0.1 ng/mL c-Abl的选择性(D)和竞争性(E)研究。其他常用酶的浓度为0.1 ng/mL。其他常见的生物种均为1 μM。其他金属离子均为1ng /mL。

图4. (A)添加不同浓度c-Abl(0、0.001、0.011、0.111、1.111、51.111、551.111和3051.111 ng/mL)溶液后EG-FET的Ids−Vds曲线。(B) ΔI与不同浓度c-Abl的校准曲线。

图5. 不同组AD脑组织免疫组化结果图像。比例尺:200 μm.

链接：

https://doi.org/10.1021/acs.analchem.1c05164

加编辑微信进入微信交流群：HormoChem

或加入QQ交流群：

HC-崛步化学：727942081

HC-电化学理论基础：377488326

HC-化学文献互助：262380660

HC-单原子催化：746146843

版权声明：「崛步化学」旨在分享学习交流化学、材料等领域的最新资讯及研究进展。编辑水平有限，上述仅代表个人观点。投稿，荐稿或合作请后台联系编辑。感谢各位关注！