组成图示
点击图片查看大图 · 依据论文自动绘制
传感器类型
压电(QCM)生物传感器
检测对象
甲氨蝶呤结合肽（methotrexate-binding peptide, SIFPLCNSGAL）、T7 噬菌体展示肽库（T7 phage pool）；样品基质：T7 噬菌体展示库溶液、SPR 缓冲液（MTX/叶酸）
检测原理
QCM 筛选中，生物素化 MTX 经亲和素固定于陶瓷 QCM 金电极表面。注入 T7 噬菌体肽库后，展示 MTX 结合肽的噬菌体与固定化 MTX 特异性结合，使晶体表面质量增加，依据 Sauerbrey 效应引起频率下降；结合量越大或亲和力越强，频率变化越明显。多轮筛选使结合噬菌体富集，传感器图显示结合量与结合速率逐轮增加。SPR 验证中，合成肽通过氨基偶联固定于 CM5 芯片，MTX 浓度 3.13–50 µM 时响应随浓度增加，表观 KD 为 2.23×10^-5 M；叶酸不结合，说明肽识别 MTX 的 N-甲基化锁定 L 形构象。
检测灵敏度
未报告 LOD、线性范围、灵敏度斜率或 R^2；SPR 报告表观 KD: 2.23 × 10^-5 M，MTX 浓度范围: 3.13–50 µM。
效应效果
QCM 筛选中，T7 噬菌体库注入后频率下降，多轮筛选后结合噬菌体量和结合速率增加，表明 MTX 结合噬菌体被富集。96 孔板验证中，SIFPLCNSGAL 单克隆噬菌体滴度比最高（20 倍），而富集比例最低（2/46），说明其特异性结合 MTX。SPR 显示合成肽选择性结合 MTX，表观 KD 为 2.23×10^-5 M，对叶酸无结合。文中未报告稳定性、RSD 或实际样品回收率。作者认为该方法可克服小分子固定化限制，用于发现弱结合靶蛋白。
传感器的构成
- 换能器基底：陶瓷 QCM 芯片（27 MHz）与金电极，提供压电换能及表面固定
- 修饰层：亲和素（avidin）涂覆于金电极，通过生物素–亲和素作用固定 MTX-biotin
- 识别元件：生物素化甲氨蝶呤（MTX-biotin，1:1 混合物），特异性捕获展示 MTX 结合肽的 T7 噬菌体
- 信号标记：T7 噬菌体颗粒（T7 phage pool），展示 SIFPLCNSGAL 等候选肽并作为质量标记
- 读出系统：QCM 频率监测，噬菌体结合导致表面质量增加和频率下降
中文摘要
本文报道利用石英晶体微天平（QCM）生物传感器结合 T7 噬菌体展示技术，从随机肽库中筛选并鉴定出一种可结合甲氨蝶呤（MTX）的 11 肽 SIFPLCNSGAL。将生物素化 MTX 固定于亲和素修饰的陶瓷 QCM 金电极表面，注入 T7 噬菌体肽库后，结合噬菌体使晶体表面质量增加，引起频率下降；经多轮筛选可富集 MTX 结合噬菌体。随后通过 96 孔板噬菌体展示实验和表面等离子共振（SPR）分析验证候选肽的结合特性。SPR 结果显示，合成肽与 MTX 呈弱结合，表观解离常数 KD 为 2.23×10^-5 M，而对叶酸无结合，表明该肽可识别 MTX 特有的 L 形构象。序列分析发现该肽与二氢叶酸还原酶（DHFR）的 MTX 结合位点残基相似，提示其包含识别 MTX 的关键序列信息，可用于寻找潜在 MTX 结合蛋白。
英文摘要
An 11-mer unique peptide sequence SIFPLCNSGAL was identified as a methotrexate (MTX)-binding peptide from a T7 phage display screen using a quartz-crystal microbalance (QCM) biosensor. The synthetic peptide displayed weak interaction with MTX (K(D) 2.23x10(-5) M) using surface plasmon resonance (SPR). Interestingly, analysis of the primary amino acid sequence of the peptide identified similarities to the MTX-binding site of dihydrofolate reductase (DHFR). Our results highlight the importance of this primary sequence for the recognition of the MTX molecule.