高灵敏度检测Caspase-3活性的有机电化学晶体管传感器

成果编号：37653

价格：面议

完成单位：南京大学

单位类别：985系统院所、211系统院所

完成时间：2021年

成熟程度：试生产阶段

服务产业领域：电子信息、生物技术与医药

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发布人：南京大学技术转移中心在线

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1. 项目概况细胞的凋亡过程主要是由Caspases蛋白酶家族完成的,而Caspase-3是半胱氨酸蛋白酶家族中最重要的蛋白酶，广泛参加到凋亡过程中，并与细胞的衰老，神经退行性疾病，癌症的发生和发展、心血管疾病发生等有着重要联系，因此Caspase-3可以作为细胞凋亡和疾病诊断的生物标志物。发展Caspase-3生物传感器在临床上有利于了解Caspase-3在各种生理和病理过程中发挥的作用，也能够为疾病的早期检测和诊断提供重要帮助。在正常状态下，Caspases-3以无活性前体pro-Caspase-3的形式储存在细胞中，在炎症因子的作用下被激活，pro-Caspase-3被剪切形成两个亚基，这两个亚基再组成活性的Caspase-3。用于Caspase-3活性检测的传统技术包括酶联免疫吸附实验 (ELISA)、免疫印迹 (WB) 等，这些方法结果可靠，但是一般来说这些方法的灵敏度较低，特异性不强，检测中需要大量样品，所用的实验仪器设备和抗体试剂成本相对较高，测量步骤也复杂繁琐等。而在疾病的早期阶段，Caspase-3含量较低，限制了上述这些方法在Caspase-3实验研究和临床上的广泛应用。因此，临床上和实验室迫切需要开发高灵敏的检测方法。针对上述问题，本团队利用有机电化学晶体管（OECTs），设计并开发了检测Caspase-3活性的生物传感器，实现了对Caspase-3的高灵敏度检测，该传感器具有生物相容性，特异性好、检测快速、方便等特点。在实际的检测结果中最低检测限达到了0.1 pM，并成功应用于对凋亡细胞的检测，该传感器有望应用于临床、实验室等领域对Caspase-3的测量。

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成果介绍

科技计划：

成果形式：新技术、新工艺、新产品

合作方式：技术转让、技术开发、技术咨询

参与活动： 2023年高校院所走进镇江产学研合作对接活动第二届江苏产学研合作对接大会 2023年高校院所服务苏北五市产学研合作对接活动

专利情况：未申请专利

成果简介

综合介绍

创新要点

2. 关键技术如图所示，该传感器的技术原理是制备具有特异性识别Caspase-3的电极。传感器使用有机半导体晶体管放大技术，发展了在金钠米颗粒上固定生物识别物质的新方法，实现了无标记的caspase-3活性检测，并且测量过程响应迅速，可靠性高。

技术指标

3. 应用领域和市场前景 Caspase-3生物传感器成本低廉，灵敏度高，具有生物相容性，可以制备成柔性器件；传感器的工艺流程成熟，批量制造成品率高，传感器使用的多肽在环境下稳定，比酶传感器的使用寿命更长。此外，该传感的工作电压低，能耗小，可以实现长时间的监测，这些特性都有利于推动该传感器的市场化、商品化的进程。因此本项目开发的Caspase-3传感器具有广阔的应用前景。

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