細(xì)胞的凋亡過程主要是由Caspases蛋白酶家族完成的,而Caspase-3是半胱氨酸蛋白酶家族中最重要的蛋白酶，廣泛參加到凋亡過程中，并與細(xì)胞的衰老，神經(jīng)退行性疾病，癌癥的發(fā)生和發(fā)展、心血管疾病發(fā)生等有著重要聯(lián)系，因此Caspase-3可以作為細(xì)胞凋亡和疾病診斷的生物標(biāo)志物。發(fā)展Caspase-3生物傳感器在臨床上有利于了解Caspase-3在各種生理和病理過程中發(fā)揮的作用，也能夠?yàn)榧膊〉脑缙跈z測和診斷提供重要幫助。在正常狀態(tài)下，Caspases-3以無活性前體pro-Caspase-3的形式儲(chǔ)存在細(xì)胞中，在炎癥因子的作用下被激活，pro-Caspase-3被剪切形成兩個(gè)亞基，這兩個(gè)亞基再組成活性的Caspase-3。用于Caspase-3活性檢測的傳統(tǒng)技術(shù)包括酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn) (ELISA)、免疫印跡 (WB) 等，這些方法結(jié)果可靠，但是一般來說這些方法的靈敏度較低，特異性不強(qiáng)，檢測中需要大量樣品，所用的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備和抗體試劑成本相對較高，測量步驟也復(fù)雜繁瑣等。而在疾病的早期階段，Caspase-3含量較低，限制了上述這些方法在Caspase-3實(shí)驗(yàn)研究和臨床上的廣泛應(yīng)用。因此，臨床上和實(shí)驗(yàn)室迫切需要開發(fā)高靈敏的檢測方法。針對上述問題，本團(tuán)隊(duì)利用有機(jī)電化學(xué)晶體管（OECTs），設(shè)計(jì)并開發(fā)了檢測Caspase-3活性的生物傳感器，實(shí)現(xiàn)了對Caspase-3的高靈敏度檢測，該傳感器具有生物相容性，特異性好、檢測快速、方便等特點(diǎn)。在實(shí)際的檢測結(jié)果中最低檢測限達(dá)到了0.1 pM，并成功應(yīng)用于對凋亡細(xì)胞的檢測，該傳感器有望應(yīng)用于臨床、實(shí)驗(yàn)室等領(lǐng)域?qū)aspase-3的測量。

如圖所示，該傳感器的技術(shù)原理是制備具有特異性識(shí)別Caspase-3的電極。傳感器使用有機(jī)半導(dǎo)體晶體管放大技術(shù)，發(fā)展了在金鈉米顆粒上固定生物識(shí)別物質(zhì)的新方法，實(shí)現(xiàn)了無標(biāo)記的caspase-3活性檢測，并且測量過程響應(yīng)迅速，可靠性高。