本文介绍了一项关于抑郁症标志物检测的研究，该研究由兰州大学药学院的Hong Wei、Zixia Wang、Yanping Wang等作者团队完成，并于2023年6月15日发表在《Analytica Chimica Acta》期刊上。研究的主要目标是开发一种高灵敏度、高选择性的电化学传感器，用于检测尿液中的抑郁症标志物——精氨酸琥珀酸合成酶1（Argininosuccinate Synthetase 1, ASS1）。抑郁症是一种高发病率、易复发且致残率高的精神疾病，目前其诊断主要依赖于抑郁症量表和精神病学家的主观判断，缺乏客观的生物学标志物。因此，开发一种非侵入性、高灵敏度的检测方法对于抑郁症的早期预警和客观诊断具有重要意义。

研究背景

抑郁症的诊断目前主要依赖于主观评估，缺乏客观的生物学标志物。ASS1是一种与抑郁症相关的蛋白质，研究表明，抑郁症患者的尿液中ASS1的含量显著降低。尿液样本具有非侵入性、稳定性好且易于储存的特点，因此ASS1作为抑郁症标志物具有重要的临床研究价值。然而，现有的ASS1检测方法（如酶联免疫吸附试验ELISA和蛋白质印迹法Western Blot）存在成本高、检测速度慢、使用有毒试剂等问题，难以广泛应用于大规模临床样本的检测。因此，开发一种高灵敏度、高选择性且低成本的ASS1检测方法成为迫切需求。

研究方法

本研究开发了一种基于双表位肽分子印迹技术的电化学传感器，用于检测尿液中的ASS1。研究的主要步骤如下：

1. 传感器构建：

   • 首先，将金纳米颗粒（AuNPs）电沉积在柔性电极（ITO-PET）上，以提高电极的导电性和灵敏度。
   • 然后，将两种半胱氨酸修饰的表位肽（RLQSKVTAKC和VVSGKSSMSC）通过金-硫键（Au-S）固定在AuNPs修饰的电极上。
   • 接着，通过多巴胺的电聚合反应在电极表面形成分子印迹聚合物（MIP），以印迹表位肽。
   • 最后，通过电位脉冲去除表位肽，得到具有多个ASS1结合位点的双表位肽分子印迹传感器（MIP/AuNPs/ITO-PET）。

2. 实验条件优化：

   • 通过扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）和电化学方法对传感器的构建过程进行了表征。
   • 优化了传感器的实验条件，包括多巴胺的聚合条件、表位肽的固定条件等。

3. 性能评估：

   • 通过循环伏安法（CV）、电化学阻抗谱（EIS）和差分脉冲伏安法（DPV）对传感器的电化学性能进行了评估。
   • 比较了单表位印迹传感器和双表位印迹传感器的灵敏度、选择性和稳定性。

研究结果

1. 传感器性能：

   • 双表位印迹传感器的灵敏度显著高于单表位印迹传感器，其检测限（LOD）为0.106 pg/mL，线性范围为0.15至6000 pg/mL。
   • 传感器具有良好的重现性（RSD = 1.74%）、重复性（RSD = 3.60%）和稳定性（RSD = 2.98%）。
   • 在尿液样本中，传感器的回收率为92.4%至99.0%，表明其在实际样本中具有良好的应用价值。

2. 选择性研究：

   • 传感器对ASS1具有高选择性，能够有效区分ASS1与其他非目标蛋白质（如DCNP1、BDNF、BSA等）。

3. 实际样本检测：

   • 传感器成功应用于健康人尿液样本中ASS1的检测，验证了其在临床样本中的应用潜力。

研究结论

本研究成功构建了一种基于双表位肽分子印迹技术的电化学传感器，用于检测尿液中的抑郁症标志物ASS1。与单表位印迹传感器相比，双表位印迹传感器具有更高的灵敏度和选择性。该传感器具有良好的重现性、重复性和稳定性，能够有效检测尿液中的ASS1，为抑郁症的非侵入性、客观诊断提供了新的工具。

研究亮点

1. 高灵敏度：双表位印迹传感器的检测限低至0.106 pg/mL，显著优于单表位印迹传感器。
2. 高选择性：传感器能够有效区分ASS1与其他非目标蛋白质，具有良好的抗干扰能力。
3. 非侵入性检测：通过尿液样本进行检测，避免了传统血液检测的侵入性。
4. 潜在临床应用：该传感器有望用于抑郁症的早期预警和客观诊断，具有重要的临床价值。

研究意义

本研究首次实现了尿液中抑郁症标志物ASS1的高灵敏度、高选择性电化学检测，为抑郁症的客观诊断提供了新的方法。该传感器的开发不仅具有重要的科学价值，还为未来的临床应用奠定了基础，特别是在抑郁症的早期预警和预后治疗中具有广阔的应用前景。