華人學者大大縮短蛋白質分析過程

　　免疫印跡法、ELISAs和免疫組化，往往需要幾個小時或幾天的孵育（incubation）。現在，美國華盛頓大學的科學家開發出一項新的技術，大大縮短了這一過程。

　　在室溫下，與第一抗體孵育1小時，沖洗兩次，然后與第二抗體孵育30到 45分鐘。科學家們進行著這些重復的程序，漫長的等待時間令人厭煩。長時間的孵育時間可彌補傳質極限（mass transfer limitation），這發生在表面試驗中（如免疫印跡、ELISA、免疫熒光和免疫組織化學染色），探針對靶標具有高度親和力，但通過介質擴散的能力有限。這在使用納米顆粒的試驗中是特別夸張的，納米顆粒會提高檢測分辨率，但需要較長的孵育期，因為它們的質量更大。

　　近期，發表在國際知名期刊《Small》上的一項新研究，提出了一項技術，稱為循環濾水補充（cyclic draining-replenishing，CDR），可加快表面試驗。出人意料的是，這種技術依賴于一種非常簡單的方法：破壞靠近目標的膜——通過排放溶液然后再次使用。但是別擔心，這不會增加你的試劑消耗。

　　這項研究的資深作者是華盛頓大學生物工程系副教授高虓虎（Xiaohu Gao），其早年畢業于南開大學，主要從事納米材料在生物分子篩選、藥物輸運、分子診斷和體內分子成像等領域的研究，針對傳統有機染料和熒光蛋白在其應用上的局限性，發展了一系列新型的高效、高靈敏度、高活性的熒光納米探針，并探索其在病毒檢測、腫瘤的早期檢測和基因蛋白分析等領域的應用。先后《自然生物技術》（Nature Biotechnology）、《Nature Nanotechnology》等世界頂級科技期刊發表SCI論文40余篇。

　　在2013年，生物通網站曾經報道了高虓虎博士發表于《Nature Communications》雜志的一項研究成果，當時，他帶領的一個研究小組開發了一種彩色編碼細胞新方法，以此闡明了100種生物標志物，在當前研究標準之上提高了10倍，幫助分析了來自培養物或組織活檢的單個細胞。

　　對于當前這項技術，高虓虎博士指出：“我們重復使用相同的溶液。唯一不同的是，我們排放它，并把它放回去。在某種意義上，我想說我們沒有解決問題。我們解決了這個問題，只是作了一點點弊。”

　　除了在每個孵育步驟中增加CDR循環之外，高虓虎的研究團隊嚴格遵循傳統的流程。這將ELISA和免疫熒光的等待時間從1小時或更久，分別縮減至了 7或10分鐘。高博士說：“當你準備一杯茶時，你常常把茶袋浸在里面，把它拿出來，濾干一點點，然后再把它放回去。這是獲得茶袋茶葉風味最有效的方式。這僅僅是我們在日常生活中做的事情，但我們從來沒有意識到這會對科學研究有用。”

　　該小組還用納米探針（如量子點探針）試驗測試了CDR技術，也顯著降低了這些試劑的試驗時間。該技術還有很多重要的意義。例如，減少臨床診斷測試所需的時間，將影響到很多人。高虓虎說：“它可以拯救生命！”。

　　現在，高博士的研究團隊在所有的表面生物測定中，使用該程序取代傳統的孵育技術，他們目前正在與機械工程師合作，想使CDR程序自動化。

　　在此之前相繼報道過多項新的蛋白質分析技術。2014年3月，亞利桑那州立大學的研究人員在《PLOS ONE》雜志發表的一項最新研究中，報道了一種創新性的蛋白質分析技術，研究人員利用這種廉價、快速和詳細的蛋白質分析技術，獲得了詳細的蛋白質信息，包括翻譯后修飾和遺傳變異。

　　2015年3月，歐洲分子生物學實驗室的科學家們開發了在活細胞中研究蛋白質行為的新技術，發表在《Nature Biotechnology》雜志上。這一技術首次允許人們實時跟蹤推動一個生物學過程的蛋白質網絡，可以用來研究特定疾病的發病機制，幫助制藥公司開發新的藥物靶標。

　　隨后，瑞典烏普薩拉大學的研究人員開發出一種研究蛋白質的新技術，這種技術不需要先進的設備、專業的實驗室或昂貴的試劑，可以進一步開發用于定點護理設備，例如用于診斷目的，研究結果發表在《Nature Communications》雜志。