新型高灵敏度葡萄糖-6-磷酸生物传感器问世：结合噬菌体展示与自展示技术

葡萄糖-6-磷酸（G6P）是细胞代谢中的关键分子，参与糖酵解和磷酸戊糖途径。G6P的浓度检测对于诊断和监测与代谢相关的疾病，如糖原贮积病和癌症，具有重要的医疗意义。然而，传统的G6P检测方法存在耗时、劳动强度大和需要大量样本的缺点。

研究团队采用了自展示技术，将活性G6P脱氢酶（G6PDH）表达并锚定在大肠杆菌（E. coli）细胞的外膜上。通过噬菌体展示技术，形成了导电纳米网层，以增强酶的直接电子转移。利用聚电解质层将这些自展示G6PDH的E. coli细胞固定在纳米网层上，从而构建了生物传感器。

本研究采用位相显示和自动显示技术相结合的方法，制作了一种带有DET的G6P生物传感器。自动显示能够有效地表达活性G6PDH酶并将其锚定在大肠杆菌的OM上。该酶在电极上固定化后，表现出较强的活性，并保持了其功能。基于单壁碳纳米管和噬菌体展示的M13噬菌体的纳米网状层增强了自动展示的酶的DET，从而形成了高灵敏度的生物传感器。为了制作基于DET的生物传感器，利用带正电荷的聚电解质，即PEI，通过电荷相互作用，将自然带负电的大肠杆菌细胞稳定地固定在纳米网格涂层电极上。制备的生物传感器具有宽的动态范围和高的灵敏度，可以检测到飞摩尔到微摩尔浓度的G6P。此外，该生物传感器在不受其他糖分子干扰的情况下显示了对G6P的特异性生物传感。这些发现突出了将噬菌体展示和自动展示技术相结合来制造具有增强性能的先进生物传感器的潜力。

这些设备不仅适用于临床诊断，包括基于酶的生物传感器或生物电子器件，还适用于其他以DET为基础的研究领域，如生物燃料电池、生物系统中的电子传递研究、光合作用、生物力学研究和生物电化学系统。

噬菌体展示技术和自动展示技术的结合是制备高灵敏度和高特异性生物传感器的一种很有前途的方法。

参考来源：Kim Y M ,Choi D ,Park E T , et al.Fabrication of a highly sensitive glucose-6-phosphate biosensor based on direct electron transfer using phage display and autodisplay technologies[J].Sensors and Actuators: B. Chemical,2024,418136272-136272.