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基于糖類的傳感器實現(xiàn)蛇毒的快速低成本檢測
來源:作者:華威大學(xué)(University of Warwick) 發(fā)表于 2025/6/9

圖片來源:《生物大分子》(Biomacromolecules,2025)。DOI:10.1021/acs.biomac.5c00125


華威大學(xué)的研究人員發(fā)表了首個基于合成糖類的蛇毒檢測試驗,為快速診斷和開發(fā)更有效的抗蛇毒血清開辟了新途徑。


全球每 5 分鐘就有 50 人被蛇咬傷,其中 4 人會永久殘疾,1 人死亡。在被咬傷后的關(guān)鍵時間內(nèi),識別進入體內(nèi)的蛇毒類型對于挽救生命和提供最佳治療至關(guān)重要。


世界衛(wèi)生組織(WHO)將蛇毒中毒列為被忽視的熱帶病,目前大多數(shù)診斷和治療方法依賴抗體。但抗體檢測存在成本高、流程長、結(jié)果不穩(wěn)定等問題,且缺乏可靠、低成本、普及性強的替代方案。


在發(fā)表于《美國化學(xué)學(xué)會生物大分子》(ACS Biomacromolecules)的新研究中,華威大學(xué)團隊展示了一種廉價快速的替代方法 —— 基于糖聚合物的紫外 - 可見(UV-vis)蛇毒檢測試驗,并以西部菱斑響尾蛇(Crotalus atrox)毒液的特異性檢測為例驗證了該概念。


該研究的領(lǐng)導(dǎo)者、華威大學(xué)助理教授、貝克人道主義化學(xué)小組負責(zé)人亞歷克斯・貝克(Alex Baker)博士表示:“蛇毒成分復(fù)雜,檢測其中的毒素極具挑戰(zhàn)性,但對拯救生命至關(guān)重要。我們開發(fā)的檢測方法利用合成糖類模擬人體內(nèi)毒素天然結(jié)合的糖分子,并通過信號放大系統(tǒng)使檢測結(jié)果可視化。這種方法為超越抗體技術(shù)、實現(xiàn)快速廉價的蛇咬傷檢測奠定了基礎(chǔ),有望改善患者預(yù)后!


西部菱斑響尾蛇的毒液進化出了與人體細胞(如紅細胞和血小板)表面特定糖分子結(jié)合的能力,尤其是與半乳糖末端聚糖(以半乳糖結(jié)尾的糖鏈)結(jié)合。這種結(jié)合會破壞血液凝固或干擾免疫反應(yīng),導(dǎo)致殘疾和死亡。


為開發(fā)針對該蛇毒的檢測試驗,研究團隊設(shè)計了模擬毒液蛋白靶向的天然糖受體的合成糖鏈(糖聚合物),并將其連接到金納米顆粒上以放大反應(yīng)信號并可視化 —— 當(dāng)毒液毒素與合成糖結(jié)合時,檢測試劑會發(fā)生顏色變化。


第一作者、貝克研究小組的校友馬赫迪・赫茲瓦尼(Mahdi Hezwani)指出:“這種檢測方法可能徹底改變蛇毒中毒的診斷。例如,當(dāng)我們測試印度眼鏡蛇(Naja naja)的毒液時,發(fā)現(xiàn)其不與結(jié)合西部菱斑響尾蛇毒液的合成聚糖相互作用,表明該試驗有望通過毒素的糖結(jié)合特性區(qū)分不同蛇毒!


這是首個利用糖類在快速檢測系統(tǒng)中診斷蛇毒的案例,其技術(shù)基礎(chǔ)源自華威大學(xué)團隊此前用于新冠病毒檢測的糖納米顆粒平臺。


這種新型檢測方法具有速度快、成本低、易儲存的特點,且可通過定制合成糖來識別特定毒素。它是華威大學(xué)新推出的 STEM Connect 計劃所推動的創(chuàng)新解決方案的典范。


更多信息:Mahdi Hezwani 等,《用于檢測西部菱斑響尾蛇(Crotalus atrox)毒液的糖聚合物功能化金納米顆!,《生物大分子》(2025)。DOI:10.1021/acs.biomac.5c00125


期刊信息:《生物大分子》


來源:華威大學(xué)


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