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多巴胺是一種重要的神經(jīng)遞質(zhì)。不同濃度水平的多巴胺在中樞神經(jīng)、腎、心血管和內(nèi)分泌系統(tǒng)發(fā)揮著不同的作用。高水平的多巴胺會(huì)導(dǎo)致心率加快、心臟衰竭、藥物成癮。然而，低水平的多巴胺可能導(dǎo)致帕金森病。通過生物傳感器快速、原位測(cè)量多巴胺的含量，從而明確其作用機(jī)制和生理功能十分重要。

滑鐵盧大學(xué)化學(xué)系劉玨文教授和湖北師范大學(xué)劉細(xì)霞副教授對(duì)多巴胺生物傳感器進(jìn)行了全面的綜述。主要包括基于酶、抗體和核酸適配體開發(fā)的生物傳感器，以及分子印跡聚合物傳感器和納米材料增強(qiáng)傳感器。本文綜述了近年來檢測(cè)多巴胺的生物傳感器構(gòu)建方法，特別是對(duì)其中的識(shí)別分子包括抗體、酶、核酸適配體和分子印跡材料等的識(shí)別機(jī)理、傳感器設(shè)計(jì)和在實(shí)際樣品中的應(yīng)用情況進(jìn)行了詳細(xì)的討論，并對(duì)未來的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行展望。

核酸適配體生物傳感器因適配體的可控構(gòu)型變化、易合成、易修飾等優(yōu)勢(shì)，在多巴胺檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展十分迅速。1997年Mannironi及其合作者篩選出第一個(gè)識(shí)別多巴胺的RNA適配體。2009年，Walsh和其合作者通過熒光各向異性的方法發(fā)現(xiàn)該RNA適配體對(duì)應(yīng)的DNA適配體同樣可以識(shí)別多巴胺，而2017年Alvarez-Martos等采用電化學(xué)方法發(fā)現(xiàn)該DNA 適配體不能特異性識(shí)別多巴胺。2018年，Stojanović課題組篩選出一條新的識(shí)別多巴胺的DNA適配體。本課題組通過ITC的方法，測(cè)定該適配體與多巴胺的親和力常數(shù)為1.9 μM。本文綜述了各種基于適配體的檢測(cè)方法。此外，基于分子印跡聚合物合成技術(shù)，新型納米材料的發(fā)現(xiàn)，和各種酶的電化學(xué)傳感器也有較好的應(yīng)用前景。

研究者們相信，對(duì)多巴胺檢測(cè)的最終目的是了解其生物化學(xué)和各種刺激下的生理作用。生物傳感器，尤其是電化學(xué)傳感器，有實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的潛力。隨著實(shí)際樣品檢測(cè)過程中復(fù)雜的體內(nèi)環(huán)境對(duì)特異性提出更高的要求，以及隨著具有較高親和力和特異性的適配體發(fā)現(xiàn)，基于核酸適配體開發(fā)傳感器特別有開發(fā)潛力。此外，基于多巴胺、代謝物、類似物和干擾分子的核酸適配體開發(fā)微陣列傳感器，對(duì)測(cè)定多巴胺和其代謝途徑的相關(guān)分子是十分有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的。相關(guān)論文發(fā)表在VIEW上（10.1002/VIW.20200102）。 

原文鏈接：

https://doi.org/10.1002/VIW.20200102

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作者介紹

劉玨文，加拿大滑鐵盧大學(xué)化學(xué)系助理教授，中南大學(xué)藥學(xué)院升華學(xué)者特聘教授，主要從事生物無機(jī)/生物分析化學(xué)，靶向藥物遞送和納米藥物，基于生物的組裝和納米技術(shù)研究，在核酸對(duì)納米材料的功能化修飾，以及利用核酸在藥物傳遞和納米成像技術(shù)的應(yīng)用方面具有很豐富的研究經(jīng)驗(yàn)和科研成果。在脫氧核酶的篩選和應(yīng)用領(lǐng)域，核酸探針的設(shè)計(jì)和應(yīng)用領(lǐng)域貢獻(xiàn)卓越，工作多次被權(quán)威雜志報(bào)道。在國(guó)際權(quán)威雜志發(fā)表多篇有影響力的文章。發(fā)表SCI論文90多篇，其中單篇影響因子最高達(dá)到36，論文總引用次數(shù)達(dá)2400 余次，參編專著多部。已授權(quán)申請(qǐng)專利十多項(xiàng)。擔(dān)任國(guó)際期刊Journal of the American Chemical Society，Analytical Chemistry，Environmental Science & Technology，ACS Nano，Biomaterials，Sensors，Acta Biomaterialia 等雜志的審稿人。