受激细胞释放ATP浓度分布的高灵敏度实时生物发光检测方法的研究

三磷酸腺苷（ＡＴＰ）广泛分布于生物体内各种细胞中，它既是大家所知的能量物质，参与细胞的代谢，还是活性物质参与调节电子传递，肌肉运动，膜通道活动等细胞活性。最近发现，中枢神经系统细胞外的ＡＴＰ流动对神经传递，内外激素的分泌，心肌功能，以及免疫和炎症反应等活动有着调控作用。虽然已有若干种ＡＴＰ测定方法，但是还没有可以测定其微量浓度动态分布的方法。本研究希望利用申请者十多年来在东京大学研究微生物和蛋白质的经验，设计多酶化学放大和荧光素发光体系，利用纳米微粒和微流体通道固定到细胞表面，测定微生物和神经细胞表面ＡＴＰ对外界机械化学等刺激的动态响应。这种检测细胞表面ＡＴＰ的微量动态变化的新型技术，为进一步研究神经细胞及其集团对外界刺激的传感作用提供了基础。同时经固化或器件化处理，还可以进一步实现针对医疗，制药，食品加工等无菌场地的高灵敏度快速检测。

三磷酸腺苷（ＡＴＰ）广泛分布于生物体内各种细胞中，不仅参与细胞的能量代谢，而且是神经信息传递、膜通道、激素分泌、心肌功能以及免疫和炎症反应等细胞活动调控的重要信号分子，与许多生理功能和病理状态有着密切关系。但是，待测细胞释放和存储ATP极其微量、易于分解并且容易受到其它微生物的干扰，目前尚无灵敏、快速的检测方法。本课题利用生物发光酶催化荧光素消耗ATP发光的原理，研究了利用生物纳米增感和微流控芯片检测具有微量、自动化程度高和快速的特点，开发微流控芯片和高灵敏度光检测器，尝试在微流体通道和细胞表面固定人工设计的ATP 多酶化学放大和荧光素发光体系的办法提高检测灵敏度和相应速度，实现了20微升10-9 M浓度ATP样品的快速和高灵敏度检测的微流控芯片检测系统。通过这个微流控芯片ATP生物发光检测装置，就能够高灵敏度检测细胞的ATP浓度变化，从而研究活体细胞及其活性受环境和药物的影响。通过本项目的研究创立出一种能够直接和动态检测微迹物的生物传感机理并开发出相应的技术基盘。这一成果经过进一步的器件化开发，还可以开发出针对医疗、制药、食品加工等无菌场地残留菌体的高灵敏度快速检测技术。