亚利桑那大学的研究人员开发出了一种新型生物传感方法，可以检测出泽摩尔级别的物质——一种极其微小的量。

这种传感水平可立即用于药物测试和其他研究，并有可能使新药的发现成为可能。最终，这一进步将带来便携式传感器，用于检测环境毒素或化学武器、监测食品质量或筛查癌症。

生物医学工程和光学科学副教授JudithSu领导了阿尔伯塔大学的研究，与南佛罗里达大学的StephenLiggett合作。他们的方法使用Su发明的FLOWER装置，以泽普摩尔浓度拾取目标化合物，而无需目前的标记，标记需要添加荧光或放射性标签，使目标化合物在测试过程中脱颖而出。

无标签光学技术

检测环境中的特定目标化合物(或观察其是否与特定蛋白质发生反应)是一项棘手的工作。苏是阿尔伯塔大学小型传感器实验室的首席研究员，也是CraigM.Berge教员研究员，他说，生物传感目前面临的一个障碍是，在最流行的技术中，传感化合物必须进行标记。

FLOWER是“频率锁定光学耳语衰减谐振器”的缩写，无需标记。传感物质可以在其天然状态下用于检测目标化合物。

“在某些应用中，贴上这些标签可能非常困难甚至不可能，而且会增加成本。对于小分子药物筛选之类的事情，有时标签会干扰结果，”苏说，他也是该大学BIO5研究所的副教授。

FLOWER还用于检测疾病和有毒气体，它采用光学技术。FLOWER工具的核心是一个微型环形物——一个由圆形底座支撑的玻璃圆环。微型环形物上涂有化学化合物，可以捕获目标生化剂。它的边缘以类似于光纤的方式引导光线。

特定波长的光在穿过微环形体时会产生共振。当疾病生物标志物或有毒气体被捕获时，共振波长会略有偏移。

通过将穿过微环面的光与直接来自可调激光器的光进行比较，并将可调激光波长锁定到微环面谐振的波长，研究人员可以感知目标的超低浓度。

药物研究传感

研究人员使用G蛋白偶联受体作为实验的传感化合物。GPCR有时被称为细胞的守门人，是40%所有药物的靶标。除了调节细胞功能外，它们还充当细胞的信号传导者，这也是它们对药物研究如此重要的原因之一。

在《自然通讯》论文中，研究人员研究了kappa阿片受体。

“当某种物质与这些受体之一结合时，它会触发细胞内的信号级联，”苏说。“例如，κ-阿片受体对疼痛非常重要。这种物质未来的潜在应用将是缓解疼痛，但不会产生成瘾副作用。”

苏表示，由于FLOWER在检测浓度方面表现出了创纪录的灵敏度，其在药物研究中的潜在用途可能会改变游戏规则。

利格特是苏的合作伙伴，也是南佛罗里达大学莫萨尼医学院研究高级副总裁，他同意苏对FLOWER药物检测潜力的评估。他解释说，科学家可能会发现使用其他方法检测时可能遗漏的有效药物。

“药物化学的最终目标是利用我们所有的工具来预测什么可能是真正好的受体激活剂并构建该分子。齐普摩尔灵敏度只是一个非常低的数字，迄今为止我们所知的任何方法都无法实现它，”他说。

“如果你想出一种你认为应该对某个受体起作用的药物，如果它的亲和力不是特别高，那么大多数情况下你就无法用它制成药物，因为身体无法吸收大量的药物。”

立即实现质的飞跃

加州理工学院生物学教授布鲁斯·海伊(BruceHay)表示，这项研究是一项令人兴奋的突破。海伊研究的是细胞生物学，并未参与这项研究。他表示，新方法无需标记，灵敏度高，可立即用于高级药物筛选和其他研究。

他说：“这代表着我们探索构成生物系统的基本成分和过程的能力有了巨大的飞跃。”

阿尔伯塔大学生物医学工程系主任MarioRomero-Ortega表示：“苏博士的FLOWER传感器在无标记生物传感的峰值灵敏度方面实现了质的飞跃。”

“这项技术将使人们更深入地了解膜分子事件，实现早期诊断检测并改善人类健康。”

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