华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室的研究成员对着现在帕金森氏病早期诊断面对的问题,使用量子点构建了一种complex I 生物传感器,并且通过实验证明这个系统可以使用于帕金森氏病的初期诊断及病情进展监控。这个研究成果发布在Nature出版社旗下开放性获取期刊《科学报告》杂志上。
帕金森氏病(PD)是一个复杂的神经退行性疾病,引起了老年人很多不同的症状,这些症状大部分都是由于相同的途径导致的。现在,帕金森病的诊断主要依靠临床观察,没有办法建立的实验室标准检测或生物传感器,精确可靠的识别这种疾病。而且由于一些症状与其它疾病重叠,尤其是发病早期,也导致了这种疾病诊断带来的挑战。临床上迫切需要开发用于诊断这种疾病发生发展的生物传感器,所以在这篇文章中,研究人员利用量子点(Quantum dots ,QDs)展开了研究。量子点是一些微小的发光晶体,因为有很多优于有机染料的吸收与发射性能,包含了吸收光谱宽、发射光谱窄、抗光漂白等等,所以在医学成像和药物转移等方面有很大的应用潜力,医学上利用这种晶体观测图像引导手术,光激活疗法,以及敏感诊断试验。
研究发现,线粒体中NADH:泛醌氧化还原酶(complex I)受到抑制,有可能是偶发性帕金森氏病的主要原因,这个complex I的异常会引起多巴胺神经元受到阻抑,从而引起帕金森氏病的主要临床症状。complex I活性缺失与PD病症之间的关联将能用于PD的早期诊断和监测。因为研究人员利用带有不同烷基间隔的泛终止二硫键),构建了一种complex I 生物传感器。这当中QD生物荧光的增强或淬火可以作为QnNS氧化还原状态的功能表象,生物共轭QnNS-QDs激发在存在NADH的时候,受到complex I的调控,刺激线粒体呼吸链电子传递系统,从而形成了一种体内和细胞内的complex I传感器。研究人员通过实验证实了这种QnNS-QDs系统,在SH-SY5Y细胞中能监控不同complex I水平,从而能用于帕金森氏病的早期诊断及病情进展监控。
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