近日，化药学部省分析测试中心生化传感和药物分析团队在ACS Sensors（中科院分区1区TOP，IF=7.71）发表了最新研究成果“Viscosity-Based Flow Sensor on Paper for Quantitative and Label-Free Detection of α‑Amylase and Its Inhibitor”。
α-淀粉酶的异常水平与一些严重疾病高度相关，如急性胰腺炎、胰腺癌等。此外，α-淀粉酶抑制剂可作为药物帮助糖尿病患者控制血糖和肥胖者减肥。因此，开发便携式高通量检测淀粉酶及其抑制剂方法将有助于临床诊断和疾病治疗。目前已发展的用于检测淀粉酶的方法有比色法、荧光法、电化学法、液晶传感和免疫分析等，虽然这些方法具有较高的灵敏度和精度，但由于需繁琐的修饰步骤、或昂贵的仪器、或需专业的操作人员等，使得这些方法很难应用于淀粉酶的即时检测(POCT)中。
近日，生化传感和药物分析团队发展了一种基于粘度响应的纸基生物传感器，实现了淀粉酶及其抑制剂分子的快速灵敏检测，其工作原理如图1所示，淀粉酶起到降低稠度和“液化”的作用，即在淀粉酶作用下，支链淀粉链被破坏，表现为粘度下降，保水力减弱，将pH指示剂条的一端放置在水解支链淀粉混合溶液上，水沿着pH指示剂条流动。因此，通过测定pH试纸条上移动距离的长短实现对α-淀粉酶的检测。同理，抑制剂分子抑制淀粉酶的活性，可减少支链淀粉的水解，在pH试纸条上产生不同程度的移动距离，则可实现对抑制剂类分子抑制能力的测试。
图 1. 基于粘度响应的纸基传感器用于α-淀粉酶及其抑制剂检测的原理示意图
该纸基传感器提供了一种简单、方便、高通量和低成本的方法用于检测淀粉酶及其抑制剂，且具有高便携性、高灵敏度和极好的特异性，尤其是无需高强度的劳动和复杂的仪器，就可以快速、无标记地检测人血清中的α-淀粉酶，并能准确诊断和鉴别急性胰腺炎病人，有望为便携式现场生化检测提供新的手段。因此，该纸基传感器在传感、诊断和药物抑制剂的检测和筛选应用领域中是非常有发展前景的。
该工作得到了国家自然科学基金和山东省泰山学者基金的资助。第一作者为山东省分析测试中心赵梅，胡琼政研究员为通讯作者。
论文链接：https://doi.org/10.1021/acssensors.1c02489
