開發出新的基于石墨烯的抗體測試來檢測腎臟疾病

曼徹斯特大學的一個跨學科研究團隊開發了一種新的基于石墨烯的疾病相關抗體檢測系統，最初針對的是稱為膜性腎病的腎臟疾病。

基于石英晶體微量天平(QCM)原理和基于石墨烯的生物界面相結合的新儀器，為當前可用的抗體測試提供了一種廉價，快速，簡單且靈敏的替代品。

曼徹斯特大學(University of Manchester)的Aravind Vijayaraghavan博士說：“我們的研究有可能使針對各種疾病的抗體檢測在GP診所或療養院等醫療點得到廣泛應用，而不僅僅是在專門的檢測中心。”誰是該項目的首席研究員。

曼徹斯特大學(University of Manchester)的協作研究人員團隊，包括材料系，國家石墨烯研究所和生物，醫學與衛生學院，今天在ACS Sensors和Carbon期刊上的兩篇開放獲取論文中發表了研究結果。

研究人員首先研究了生物分子(如蛋白質和脂質)如何吸附在不同種類的石墨烯材料(例如氧化石墨烯和還原型氧化石墨烯)的表面，其特征是母體石墨烯材料的化學修飾程度不同。

基于這項研究，他們開發了一種在石墨烯上形成基于蛋白質的層的方法，然后可以用抗體的特定受體分子對其進行功能化。這些受體確保只有目標抗體會與石墨烯表面結合，而沒有其他結合。

雖然使用商用石英晶體微天平系統開發了該石墨烯生物界面，但作者意識到，要使其成為可廣泛使用的抗體測試系統，必不可少的一種讀出儀器。

曼徹斯特大學研究助理Daniel Melendrez博士說：“商業QCM系統的成本可能超過50,000英鎊，并且在護理時無法廣泛使用。因此，我們開發了基于開放式系統的定制QCM系統源解決方案，使用我們自己設計的所有3D打印零件和電子電路，其成本是商用系統的100倍;使用我們便宜而緊湊的儀器，醫療保健技術人員只需放置一小滴樣品即可在石墨烯涂層的芯片上進行測試，測試結果將在短短10分鐘內顯示出來。”

此外，盡管測試簡單，快速，但該系統還是定量的，這意味著它可以測量患者樣品中抗體的濃度。該信息可用于確定疾病的嚴重程度，患者患病的時間以及患者是否已患有疾病或已接種疫苗。

展望未來，研究團隊計劃開發針對多種自身免疫性疾病的測試，其中免疫系統會攻擊人體自身的組織，例如乳糜瀉。該系統還可適用于測試針對外源蛋白或病毒感染的抗體。“由于我們的測試價格便宜，快速，簡單和敏感，我們認為它是大規模部署以應對英國和其他地區大流行病的理想選擇。特別是，該系統將極大地提高測試能力。低收入和中等收入國家和偏遠地區。” Vijayaraghavan博士說。