组成图示
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传感器类型
综述或非传感器论文
检测对象
D-半乳糖-β-环糊精共轭物（4–7）；多柔比星（DXR）；花生凝集素（PNA）；样品基质：醋酸缓冲液（pH 5.3；PNA 体系含 1 mM CaCl2、1 mM MgCl2、100 mM NaCl）
检测原理
该研究并非以检测单一分析物为目的，而是用 SPR 光学生物传感器评价药物载体分子的结合能力。将 DXR 或 PNA 通过氨基硅烷固定化在 SPR 比色皿表面，使共轭物 4–7 流过表面。β-环糊精空腔与 DXR 形成包合复合物，间隔基中的苯基与 DXR 发生 π-π 堆积，增强包合结合；D-半乳糖基则与 PNA 的糖结合位点特异性识别。结合事件使 SPR 界面质量/折射率增加，引起共振信号上升；结合量随共轭物浓度增加而增加，通过动力学线性图计算 ka、kd 和 Ka。双相互作用实验中，4 先与固定化 DXR 包合，再与 PNA 结合，SPR 信号进一步增加，证明其同时具备药物包合与细胞靶向识别能力。
检测灵敏度
浓度测试范围: 10^-5–10^-7 M（DXR）；10^-4–10^-6 M（PNA）；相关系数: r = 0.988–0.998（DXR）；r = 0.985–0.995（PNA）
效应效果
SPR 动力学结果显示，共轭物 4–6 对固定化 DXR 的 Ka 为 1.1–1.5×10^5 M^-1，7 为 1.5×10^7 M^-1，比 4–6 高约 100 倍，说明双苯基/双半乳糖结构显著增强 π-π 堆积包合。对固定化 PNA，4–6 的 Ka 为 5.4–9.2×10^4 M^-1，7 为 1.3×10^5 M^-1，约比 5 高 2 倍，表明 D-半乳糖保留了对凝集素的识别能力。无半乳糖对照 35 未观察到 SPR 可检测结合，说明 PNA 结合具有特异性而非非特异吸附。双相互作用实验中，4 与 DXR 包合使 SPR 信号增加 4500，再与 PNA 结合使信号增加 8400。作者认为这些共轭物可作为将 DXR 靶向递送至含 D-半乳糖结合凝集素细胞（如肝癌细胞）的药物载体模型。
传感器的构成
- SPR换能基底：SPR 光学生物传感器比色皿（sensor cuvette），提供表面等离子共振检测界面
- 表面修饰层：氨基硅烷（aminosilane），用于共价固定化 DXR 或 PNA 凝集素
- 固定化配体/识别元件：多柔比星（DXR）或花生凝集素（PNA lectin），分别用于包合结合和糖基识别
- 结合分子/分析物：D-半乳糖-β-环糊精共轭物 4–7，含 D-半乳糖识别基团、苯基间隔基和 β-环糊精包合腔
- 信号读出：SPR 共振信号变化，反映表面结合质量/折射率变化，无需额外标记物
中文摘要
本研究设计并合成了一系列在 D-半乳糖与 β-环糊精之间含有苯基间隔基的 D-半乳糖-β-环糊精共轭物，作为药物载体分子。环糊精可包合药物分子，糖基可参与细胞膜表面的生物识别，因此这类共轭物有望将药物递送至特定细胞。作者以抗肿瘤药多柔比星（DXR）和 D-半乳糖结合型花生凝集素（PNA）为对象，利用 SPR 光学生物传感器测定共轭物 4–7 与固定化 DXR 及固定化 PNA 的分子相互作用。SPR 分析表明，共轭物 4–6 对固定化 DXR 的结合常数约为 1.1–1.5×10^5 M^-1，双半乳糖共轭物 7 的结合常数达 1.5×10^7 M^-1，比 4–6 高约 100 倍；对固定化 PNA 的结合常数约为 5.4–9.2×10^4 M^-1，7 为 1.3×10^5 M^-1。此外，SPR 实验观察到 4 先与 DXR 形成包合复合物、再与 PNA 结合的双分子相互作用。结果表明，这些 D-半乳糖-β-环糊精共轭物可作为靶向携带 DXR 至含 D-半乳糖结合凝集素细胞的药物载体模型。
英文摘要
Several kinds of D-galactose-beta-cyclodextrin conjugates having a phenyl group in the spacers between the D-galactose and beta-cyclodextrin were designed and synthesized as drug-carrying molecules. Their evaluation as drug-carrying molecules was done by measuring the molecular interactions with the anticancer agent, doxorubicin, and with the d-galactose-binding peanut lectin using an SPR optical biosensor. The SPR analyses showed that these conjugates had remarkably high inclusion associations of 10(5) approximately 10(7)M(-1) levels for the immobilized doxorubicin. Their association constants for immobilized peanut lectin were at the level of 10(4) approximately 10(5)M(-1), as we expected. These conjugates will be useful drug-carrying models which can site-specifically carry doxorubicin to the cells containing D-galactose-binding lectin.