游離氨基酸是動(dòng)物體內(nèi)重要的代謝物小分子，特定種類或者多種氨基酸濃度變化對(duì)于動(dòng)物機(jī)體營(yíng)養(yǎng)和健康狀態(tài)評(píng)估具有重要的意義。因此，對(duì)游離氨基酸進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)很有意義。目前，游離氨基酸的檢測(cè)主要通過(guò)液相色譜儀、氨基酸分析儀等儀器來(lái)實(shí)現(xiàn)，儀器設(shè)備昂貴、需要對(duì)氨基酸進(jìn)行衍生化處理，且難以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。近年來(lái)，生物傳感器的研制獲得了快速的發(fā)展，可植入式和可穿戴式生物傳感器的研發(fā)成為新的前言熱點(diǎn)。針對(duì)氨基酸檢測(cè)的生物傳感器也得到了發(fā)展，但也存在穩(wěn)定性不強(qiáng)和生物相容性問(wèn)題待改善等問(wèn)題。多肽適配體（肽適體）生物傳感器的構(gòu)建是有望逐步解決這些問(wèn)題的途徑之一。
中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所農(nóng)牧復(fù)合生態(tài)研究與畜禽健康養(yǎng)殖研究中心利用生物信息學(xué)技術(shù)，通過(guò)搜集豬、人、小鼠以及大鼠的氨基酸代謝相關(guān)蛋白29185條，形成氨基酸代謝相關(guān)蛋白庫(kù)；依據(jù)庫(kù)中蛋白一級(jí)序列獲得含約285萬(wàn)種八肽的肽庫(kù)；采用AOTODOCK軟件在規(guī)模計(jì)算平臺(tái)上對(duì)和20種氨基酸有特異結(jié)合力的多肽進(jìn)行初步篩選，獲得具有單一氨基酸特異結(jié)合性的八肽653條，平均每種氨基酸33條。隨后，使用等溫滴定量熱儀（Isothermal titration calorimeter）對(duì)多肽與氨基酸模擬結(jié)合的效果進(jìn)行了驗(yàn)證，獲得了具有特異性氨基酸識(shí)別能力的肽適體。使用通過(guò)驗(yàn)證的肽適體（以特異性識(shí)別精氨酸的肽適體為例）進(jìn)行電化學(xué)阻抗型傳感器的構(gòu)建，對(duì)氨基酸進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，在0.1pM-0.1μM范圍內(nèi)，構(gòu)建的生物傳感器與精氨酸濃度具有良好的線性，y=704.5log(c)+11329.0, (R2=0.9925)，在血清樣品的檢測(cè)中也得到了良好的效果。
該項(xiàng)研究為可植入式或可穿戴式氨基酸檢測(cè)傳感器開(kāi)發(fā)基于肽適體的生物傳感器提供了基礎(chǔ)。目前該項(xiàng)研究已產(chǎn)生國(guó)內(nèi)發(fā)明專利申請(qǐng)4項(xiàng)（201711183711.7、201810004249.8、201910604881.0、201910604886.3），PCT國(guó)際專利申請(qǐng)1項(xiàng)（PCT/CN2019/119036），獲得國(guó)內(nèi)專利1項(xiàng)（ZL201721581311.7）；近期也以題為An electrochemical impedimetric sensing platform based on a peptide aptamer identified by high-throughput molecular docking for sensitive L-arginine detection發(fā)表在國(guó)際期刊Bioelectrochemistry上。該項(xiàng)研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金國(guó)家重大科研儀器研制項(xiàng)目（自由申請(qǐng)）(31527803)的資助。
氨基酸肽適體的篩選和電化學(xué)阻抗型傳感器的構(gòu)建