《JACS》報道江德臣研究小組在單細胞表面蛋白免標記成像的研究進展
對細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胞生物學(xué)中的分子機制。免標記蛋白成像分析由于分析過程簡便，且對測量系統(tǒng)干擾較小而備受矚目。雖然近年來各種免標記技術(shù)相繼被開發(fā)，但如何構(gòu)建具有高靈敏度且裝置簡單的成像系統(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)國家重點實驗室江德臣研究小組基于前期在電致化學(xué)發(fā)光(ECL)顯微成像的長期積累，設(shè)計了一種全新的基于ECL信號的電容顯微鏡，成功實現(xiàn)對電極及單細胞表面抗原分子的免標記成像分析。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較高。鑒于ECL探針(luminol)的發(fā)光強度高度依賴于電極表面雙電層的電壓降，因此該結(jié)合區(qū)域會產(chǎn)生較強的ECL光信號，可與周圍區(qū)域有效分開，實現(xiàn)對蛋白質(zhì)分子的可視化。該系統(tǒng)檢測靈敏度高，可在電極表面觀察到ag (10-18 g)的癌胚抗原(CEA)；且裝置僅包含一臺普通光學(xué)顯微鏡、電壓發(fā)生器和CCD相機，裝置簡便。進一步通過抗體在細胞表面形成的抗原-抗體復(fù)合物，引起電容變化而直接可視化了單細胞表面CEA抗原。這種電容顯微鏡不僅可實現(xiàn)細胞表面蛋白質(zhì)的免標記檢測，還可為高靈敏生物分子檢測提供一種新的分析策略。
圖1.基于ECL的電容顯微鏡實現(xiàn)單細胞表面蛋白成像
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，陳洪淵院士對這項工作給予了重要指導(dǎo)。此研究得到了國家科技部重點研發(fā)專項（2016YFA0201200）、基金委重大儀器專項（21327902）和南京大學(xué)卓越計劃（ZYJH004）的支持。
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