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基于改性硅胶的多肽微阵列平台建立及其在疟疾抗原表位筛选中的应用
摘要
多肽微阵列技术广泛应用于生物体内大量蛋白质相互作用和受体-配体相互作用的研究。本研究基于改性硅胶的多肽微阵列平台，建立了一个适用于疟原虫抗原表位筛选的新方法。我们用此方法成功筛选出多个疟原虫抗原表位，为疟疾疫苗和诊断方法的开发提供了基础良好的基础。
引言
疟疾是通过蚊子叮咬传播的寄生性疾病。据统计，全球每年约有2亿例疟疾感染，约有50万人死亡。目前，疟疾的预防和治疗仍然有很大挑战。因此，发现更有效的疟疾疫苗和诊断方法是十分必要的。
多肽微阵列技术能够高通量地筛选出大量的活性肽，这使得该技术在筛选疾病诊断和治疗方法时具有很大的潜力。然而，在过去的研究中，多肽微阵列平台的性能仍然需要进一步提升。由于传统硅片的化学性质不稳定，易产生不必要的背景信号，从而影响阵列的灵敏度和选择性。
因此，我们利用改性硅胶材料构建了一个新的多肽微阵列平台，用于筛选疟原虫抗原表位。本文将重点介绍该平台的建立和性能表现，并探究其在疟疾抗原表位筛选中的应用。
材料与方法
硅胶改性
我们选择商业化的硅胶基板，并使用Silane化合物（Si-X）将其进行化学修饰，以增强硅胶表面的亲水性和反应官能团。该修饰方法采用类似于文献中描述的方法[1]的方法。
多肽合成
在本研究中，我们采用花生四肽（RGDfC）和LT4肽做为测试多肽。这两个多肽已在前期研究中被证明可以特异性地与疟原虫相互作用[2,3]。
利用自动合成仪，我们以50个氨基酸固相合成的方式分别合成花生四肽和LT4肽。在合成的过程中，我们添加了一系列的缩合剂以保障反应的进行。
多肽靶点表达和纯化
为了检测多肽与靶点之间的相互作用，我们利用大肠杆菌BL21（DE3）和PET系统表达了两个重要的靶点：Plasmodiumfalciparum攻击蛋白Ⅰ（PfAMA1）和疟原虫红细胞侵袭蛋白Ⅱ（PfRh2b）。
在表达和纯化PfAMA1和PfRh2b的过程中，我们采用IMAC（金属螯合亲和层析）和分子筛层析技术，获得了高纯度的目标蛋白。
搭建多肽微阵列平台
平板的制作
我们首先在修饰后的硅胶表面涂覆了一层n-octadecyl三甲基溴化铵（OTAB）。然后，我们利用微削技术和软印技术，将特定的多肽组成的图案刻在硅胶表面上。利用UV光照射后，我们去除了未被追加到多肽上的OTAB，以在图案区域上构建稳定的肽亲和表面。
多肽阵列制备
我们在硅胶表面上，用无反应性胶垫（lyophilisedhydrogel)在表面形成的图案区域内，膨胀其宽度（schweitzerpaper）从而扩大了反应区域。然后，我们将多肽（AMF,Cambridge,MA)在图案区域上共价结合、immobilize。
阵列孔洞封堵
我们用牛血清白蛋白（BSA,Sigma)堵塞阵列的孔洞以便于下一步检测时的样品处理。
识别肽与抗体相互作用并可视化
我们在阵列的孔洞中加入多肽靶点，并检测样品中是否存在抗体与多肽靶点发生相互作用。为了可视化并证明这种相互作用，我们在阵列的孔洞中加入含荧光标记的二抗（如层析分离色谱法检测）并在荧光显微镜下观察其结合情况。
结果
多肽微阵列平台已成功建立，可以极大地提高疟原虫抗原表位的筛选效率。该平台可以更好地控制背景信号，从而提高阵列的选择性和灵敏度。随后，我们利用该平台成功筛选出了多个与疟原虫相关的抗原表位，这为疟疾的诊断和治疗提供了更加可靠的依据。
讨论
本研究基于改性硅胶的多肽微阵列平台，成功建立了一种新的疟原虫抗原表位筛选方法。该平台可以提高多肽的固定度、膨胀度和比表面积，从而提高多肽靶标的稳定性和灵敏度。同时，不同于其他多肽阵列技术，本研究使用OTAB化学修饰硅胶表面，巧妙地控制了背景的信号，从而提高了阵列的选择性和灵敏度。
通过本研究，我们成功筛选出了多个与疟原虫相关的抗原表位。我们采用了良好的检测系统来证实这些表位与疟原虫的抗原很好结合。这些表位不仅可以成为治疗和诊断疟疾的重要靶点，而且对于深入研究疟疾感染的机制也具有极大的指导意义。
结论
通过本文的研究，我们成功建立了一种基于改性硅胶的多肽微阵列平台，用于疟疾抗原表位筛选。该平台可以增加阵列的选择性和灵敏度，提高阵列的稳定性和固定度。利用该平台，我们成功筛选出多个与疟原虫相关的抗原表位，为疟疾的治疗和诊断提供了可靠的依据。我们希望这种技术能够更广泛地应用于其他疾病的诊断和治疗中，为生命科学研究做出更多的贡献。