《JACS》報(bào)道江德臣研究小組在單細(xì)胞表面蛋白免標(biāo)記成像的研究進(jìn)展
對(duì)細(xì)胞和傳感器表面蛋白質(zhì)含量和分布的研究有助于闡明細(xì)胞生物學(xué)中的分子機(jī)制。免標(biāo)記蛋白成像分析由于分析過(guò)程簡(jiǎn)便，且對(duì)測(cè)量系統(tǒng)干擾較小而備受矚目。雖然近年來(lái)各種免標(biāo)記技術(shù)相繼被開(kāi)發(fā)，但如何構(gòu)建具有高靈敏度且裝置簡(jiǎn)單的成像系統(tǒng)仍存在挑戰(zhàn)。
近日，南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院和生命分析化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室江德臣研究小組基于前期在電致化學(xué)發(fā)光(ECL)顯微成像的長(zhǎng)期積累，設(shè)計(jì)了一種全新的基于ECL信號(hào)的電容顯微鏡，成功實(shí)現(xiàn)對(duì)電極及單細(xì)胞表面抗原分子的免標(biāo)記成像分析。該技術(shù)的核心在于：蛋白質(zhì)分子結(jié)合到表面會(huì)造成結(jié)合區(qū)域的電容下降，使得該區(qū)域雙電層電壓降相對(duì)較高。鑒于ECL探針(luminol)的發(fā)光強(qiáng)度高度依賴(lài)于電極表面雙電層的電壓降，因此該結(jié)合區(qū)域會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的ECL光信號(hào)，可與周?chē)鷧^(qū)域有效分開(kāi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)蛋白質(zhì)分子的可視化。該系統(tǒng)檢測(cè)靈敏度高，可在電極表面觀(guān)察到ag (10-18 g)的癌胚抗原(CEA)；且裝置僅包含一臺(tái)普通光學(xué)顯微鏡、電壓發(fā)生器和CCD相機(jī)，裝置簡(jiǎn)便。進(jìn)一步通過(guò)抗體在細(xì)胞表面形成的抗原-抗體復(fù)合物，引起電容變化而直接可視化了單細(xì)胞表面CEA抗原。這種電容顯微鏡不僅可實(shí)現(xiàn)細(xì)胞表面蛋白質(zhì)的免標(biāo)記檢測(cè)，還可為高靈敏生物分子檢測(cè)提供一種新的分析策略。
圖1.基于ECL的電容顯微鏡實(shí)現(xiàn)單細(xì)胞表面蛋白成像
該工作以“Electrochemiluminescence-based Capacitance Microscopy for Label-free Imaging of Antigens on the Cellular Plasma Membrane” 發(fā)表在J. Am. Chem. Soc. 2019, DOI：10.1021/jacs.9b03007。我院博士研究生張晶晶為本文第一作者，江德臣教授為通訊作者，陳洪淵院士對(duì)這項(xiàng)工作給予了重要指導(dǎo)。此研究得到了國(guó)家科技部重點(diǎn)研發(fā)專(zhuān)項(xiàng)（2016YFA0201200）、基金委重大儀器專(zhuān)項(xiàng)（21327902）和南京大學(xué)卓越計(jì)劃（ZYJH004）的支持。
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