研究人员使用光波导灵敏地监测蛋白酶

　　来自Ghent University的研究人员利用表面增强拉曼光谱(SERS)和微型的光波导检测到了蛋白酶。这项工作正朝着实时、无标记、片上蛋白酶监测的方向发展，它能够提供一种高吞吐量的方法，用于筛选新药来抑制与疾病有关蛋白酶。

　　

　　蛋白酶分解了将蛋白质结合在一起的肽键。因为蛋白酶在癌症、阿尔茨海默病和关节炎等疾病中的影响，它在药物靶向治疗方面起着重要作用。Ghent University imec 研究中心的 Nina Turk 说：“我们希望有一天这种跨学科方法能够快速高效地发现各种与蛋白酶相关疾病的新药，从而改善世界各地数百万患者的生活。”

　　

　　在 SERS 中，具有纳米级粗糙度的金属表面可增强光线与样品相互作用时产生的微弱信号。由于它高的灵敏度，该技术可以检测极小体积的分析物。虽然 SERS 已用于对蛋白酶进行敏感和选择性检测，但是之前只有大型拉曼显微镜设备才可以进行灵敏检测。与此同时，纳米级表面等离子体波导已成为一种有效激发和收集SERS信号的方法。这些波导由两根轨道组成，中间形成了一个小间隙，通过间隙光束可以被引导出来。间隙内部用金纳米结构镀层可用于产生SERS效应。由于它们体积小，波导可以整合到片上系统和器件，从而允许同时测量多种分析物，以便高吞吐量的筛选药物。

　　

　　为了了解这些纳米级表面等离子体波导是否对基于SERS的蛋白酶检测有用，研究人员制作了一个光波导，并设计了一个用于检测胰蛋白酶的实验。他们设计了一种特定的胰蛋白酶肽衬底，结合在金纳米结构上。当胰蛋白酶肽粘在衬底上时，部分衬底扩散开来，为SERS光谱产生可检测到的强度衰减。实验显示，经过1小时的胰蛋白酶培养后，SERS强度降低了70%，这表明纳米级表面等离子体波导可用于检测胰蛋白酶。研究人员现在正在努力扩展检测平台,以便它可以同时检测两个或多蛋个白酶的活动。

　　

　　这项工作由Ghent University-imec和Flemish Institute for Biotechnology合作,由Roel Baets和Kris Gevaert监督指导。这项研究将在9月14-17日在OSA Frontiers in Optics 和 Laser Science APS/DLS (FiO + LS)会议上报告。