蛋白质裂解酶在许多生理过程中发挥着重要作用。此类蛋白酶通常以非活性状态存在，仅在某些条件下才被激活。有些与感染或癌症等疾病有关，因此拥有能够选择性检测活性蛋白酶的方法非常重要。

在《AngewandteChemie国际版》杂志上发表的一篇文章中，科学家们推出了一类新型蛋白酶活性传感器：配备肽DNA的金纳米颗粒。

由DevleenaSamanta和AnnaCapasso(美国德克萨斯大学奥斯汀分校)领导的团队表明，这些纳米探针可以并行检测多种活性蛋白酶(多重测量)。该方法在室温下进行，不需要复杂的样品制备或精密仪器。

新型探针的核心是金纳米颗粒，配备有由肽和DNA片段组成的链。肽结构被设计为被检测的蛋白酶分裂的结构。DNA充当识别肽的独特条形码，并放大信号。如果样品中所需的蛋白酶以其活性形式存在，肽就会将其分解。这会将DNA条形码释放到溶液中，并根据其序列进行检测。

为了进行这项检测，该团队使用了CRISPR/Cas12a测试：Cas12a酶与引导RNA(gRNA)结合，形成无活性的复合物。gRNA包含一个与条形码DNA特异性结合的片段。这会激活Cas12a，使其能够“切割”单链DNA(ssDNA)。

在测试中，研究人员在一端添加了带有荧光基团(荧光团)的单链DNA分子，在另一端添加了猝灭剂，该猝灭剂可以“关闭”荧光团的荧光(只要它们足够接近)。如果ssDNA被切割，荧光团和猝灭剂会进一步远离。这会产生强烈的荧光，表明存在所测试的蛋白酶(检测限约为58pM)。

如果现场没有仪器并且测试必须快速进行，则可以用肉眼进行检测：如果蛋白酶分裂探针上的肽，金纳米粒子的表面电荷会发生变化并聚集。这些所谓的“等离子体纳米结构”的颜色很大程度上取决于它们的聚集程度。根据测试溶液的颜色变化可以检测纳摩尔级的蛋白酶浓度。

蛋白酶3CL和caspase3的多重检测使该团队能够证明其新方法的高灵敏度和选择性。3CL是活性冠状病毒感染的标志物，新冠肺炎患者的细胞凋亡标志物caspase3的活性通常也升高。组织蛋白酶B(一种与结直肠癌相关的蛋白酶)的检测也证明了该测试的临床潜力在从患者身上获得的三种不同肿瘤细胞系中

与商用荧光蛋白酶传感器相比，这些纳米探针产生的荧光信号高出100倍。此外，如果已知其裂解的肽，实际上任何蛋白酶都可以被检测到。总而言之，这些纳米探针有可能实现早期疾病检测，并通过多重检测提高诊断测试的精度和可靠性。

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