下一代生物传感器

生物传感器有可能彻底改变我们监测人体、病原体和食物或环境污染物的方式。高丽大学(Korea University)教授古文博(Man Bock Gu)解释了更多内容，并向我们介绍了他在这一领域的创新。他在《生物工程杂志》上发表的关于这一主题的评论获得了今年生物工程研究所的年度文章奖。

Q： 你能解释一下什么是生物传感器吗？

A： 生物传感器是诊断疾病或检测病毒以及人类和环境中有毒物质的好方法。生物传感器通常体积小，操作方便。生物传感器应该有三个主要组成部分：生物感受器（生物分子）、传感器（通过电子或光产生信号）和转换器（可以通过颜色或其他指标读取）。理想的生物传感器可以方便地应用于任何领域。

Q： 你能简要描述一下你一直在研究的领域吗？

A： 我们正在开发基于适体的生物传感器，特别是筛选对适体。适体是由DNA或RNA核酸组成的下一代生物受体，代替了能特异性结合靶点的抗体。一般来说，使用单一适体的生物传感器在信号产生或重现性方面是不稳定的。这就是为什么大多数商业化的生物传感器使用一对受体（适体或抗体）。因此，我们正致力于开发一对同时在两个不同结合位点与同一目标结合的适体，从而使三明治形式（aptamer1-target-aptamer2）成为可能。特别是，我们有自己的适体开发技术，可以成功开发一对适体（duo），我们称这种方法为“氧化石墨烯SELEX（GO-SELEX）”。通过使用这种GO-SELEX，我们已经能够成功地为一些不同的靶点开发出许多对适体，包括蛋白质生物标记物和病毒，证明了这种方法的优势。

Q： 与其他平台相比，基于适体的三明治型生物传感器的主要优势（和劣势）是什么？

A： 与单一核酸适体生物传感器相比，核酸适体三明治型生物传感器具有灵敏度高、稳定性好等优点。由于基于适配子的三明治型生物传感器使用两种不同的适配子，一种是一级适配子，捕获目标，另一种是二级适配子，与产生信号的目标结合，因此利用金纳米粒子、酶等可以独立放大指示与目标结合的信号。此外，由于该信号是由次级适体独立产生的，因此该信号非常稳定且可重复。

Q： 你认为这项研究的潜在应用是什么？

A： 很明显，这些基于适体的三明治型生物传感器可以应用于非常普遍的侧流分析，如妊娠诊断试剂盒。基于适体的三明治型生物传感器还可用于诊断人类疾病、检测大流行性病毒或食品和环境中的污染物。

Q： 在这一研究领域，仍然存在哪些挑战或障碍？

A： 对于存在于非常复杂的培养基（如血液或粪便）中的目标，开发适体仍然是一个挑战。此外，要找到一对适用于1000道尔顿以下小分子的适体也非常具有挑战性。

Q： 在这个领域还有什么其他的发展需要我们注意吗？

A： 许多研究小组正在开发使用适体的各种生物传感器。特别是，横向流动条分析（LFSA）和电化学传感器是很有吸引力的平台，使用方便，携带方便。

Q： 你对在生物工程学会会议上获得2018年“年度文章”奖有何反应？

A： 我们很高兴获得这个称号，这真的是我们的荣幸！希望这篇论文能引起更多读者的关注，同时也能引起《生物工程学报》的关注。