可用于血清内抗体即时检测的高性能BRET系统的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21874145
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0404.化学与生物传感
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Antibodies in serum play a key role in human immune response and are often related to diseases and treatments based on antibodies. Therefore, point-of-care (POC) detection of antibody not only enables rapid screening of diseases but also provides timely evaluation and guidance for antibody-based therapy. To meet this need, a POC detection system LUMABS based on bioluminescence resonance energy transfer (BRET) has been recently developed. This system consists of a BRET pair (luciferase Nluc and green fluorescent protein mNeonGreen) and an antibody-sensing module, and is becoming attractive because of easy operation, simple equipment, low cost and high sensitivity. However, the signal-to-noise ratio (SNR) and sensitivity of BRET are relatively low. In this proposal, we will engineer a bright luciferase Nluc2 and a high-performance green fluorescent protein sfmClover using structure-guided rational design and random mutagenesis, then develop a new LUMABS system with higher SNR and sensitivity, and finally detect EB-specific antibodies with the LUMABS2 system using a smart phone. This project will facilitate understanding of the relationship between crystal structures and optical properties of luminescent proteins, speed up the application of LUMABS2 in POC detection of antibodies, and also contribute to development of genetically encoded probes for other biomolecules.
血清内抗体是人体免疫反应的重要参与者,与疾病发生和抗体药物治疗密切相关。因而,血清抗体的即时检测不仅为疾病快速筛查提供可靠的方法,而且为抗体药物治疗提供及时的评估。最近,研究人员开发了基于生物发光共振能量转移(BRET)的即时检测系统LUMABS。该系统由BRET对(荧光素酶Nluc和绿色荧光蛋白mNeonGreen)和抗体感应模块组成,具有操作简便、仪器简单、成本低、灵敏度高等优点。然而,该系统在血清内的信噪比和灵敏度较差。本项目拟通过蛋白质晶体结构介导的理性设计和随机突变技术,开发高亮度Nluc2和高性能绿色荧光蛋白sfmClover;并依据BRET原理,研发高性能的LUMABS2系统;最终,结合智能手机实现EB病毒特异性抗体的即时检测。本项目研究将加深理解发光蛋白结构和光学性能之间的关系,促进LUMABS系统在血清抗体即时检测中的应用,并为研发检测其它分子的BRET探针奠定基础。

结项摘要

血浆内抗体检测属于复杂样本分析,对准确性和灵敏度要求高。BRET技术因为无需外部激发光源以及操作简单,能实现快速高灵敏度检测,已被广泛应用于生物医学研究和药物筛选。本项目通过优化Nluc和绿色荧光蛋白的间的生物发光共振能量转移(BRET),构建可用于血浆抗体实时检测的高性能BRET体系,并以HIV1为模型验证该体系的优势,开发了BRET系列探针系统,用于检测血浆内如艾滋病毒、新冠病毒、登革病毒、EB病毒等多种病原体的不同抗体。该项目对完善疾病诊断、分期、疗效监测和预后判断等有重要科学意义,并有望成为临床治疗方案的依据。后续还可与公司合作开发相关试剂盒或小型检测设备,实现个体化健康医疗服务,具有广泛应用价值。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
A Genetically Encoded Bioluminescent System for Fast and Highly Sensitive Detection of Antibodies with a Bright Green Fluorescent Protein
一种基因编码生物发光系统,可通过亮绿色荧光蛋白快速、高灵敏地检测抗体
  • DOI:
    10.1021/acsnano.1c05164
  • 发表时间:
    2021-11-23
  • 期刊:
    ACS NANO
  • 影响因子:
    17.1
  • 作者:
    Deng, Mengying;Yuan, Jing;Chu, Jun
  • 通讯作者:
    Chu, Jun

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其他文献

电动车用超级电容器充放电性能的
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    机械,2004,31(3):20-22.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    储军;陈杰;李忠学
  • 通讯作者:
    李忠学

其他文献

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储军的其他基金

基于环化重排荧光蛋白的高灵敏IP3荧光探针的研发及活细胞成像研究
  • 批准号:
    32371431
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
新型近红外蛋白片段互补系统及其在蛋白间相互作用研究中的应用
  • 批准号:
    31670872
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    65.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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