Immunosensorer används i stor utsträckning i immunanalyser för att detektera antigener. En sådan immunosensor är en släckkropp (Q-kropp), som innehåller ett modifierat antikroppsfragment med ett släckt fluorescerande färgämne. När ett antigen binder till Q-kroppen, färgen lämnar antikroppen och fluorescensen intensifieras. Förändringen i fluorescensintensitet är lätt att mäta, vilket gör Q-body-baserade antigendetekteringssystem otroligt enkla. Dock, denna metod kräver en extern ljuskälla för att excitera elektronerna i det fluorescerande färgämnet för att producera luminescens.

Ett sätt att lösa detta är att inducera luminescens med en alternativ metod. För att uppnå detta, forskare från Tokyo Tech, Japan, har utvecklat en ny immunosensor. De använde ett modifierat luciferasenzym som heter "NanoLuc" (Nluc) som ursprungligen är ansvarigt för bioluminescens i räkor och smälte det till Q-kroppen. Denna immunosensor, kallas "BRET Q-body, " fungerar på principen om bioluminescensresonansenergiöverföring (BRET). Här, ett självlysande substrat läggs till den smälta Q-kroppen. Substratet reagerar med enzymet och denna reaktion ger den energi som krävs av färgämnet för att inducera fluorescens. Denna typ av luminescens är fördelaktig, som professor Hiroshi Ueda, som leder teamet av forskare, förklarar:"BRET Q-body-systemet kan användas för att visualisera närvaron eller frånvaron av ett antigen som en förändring i emissionsfärgen utan något instrument." Deras resultat publicerades nyligen i tidskriften Analytisk kemi .

För att förbereda BRET Q-kroppen, forskarna använde ett enkelkedjigt antikroppsfragment som binder till antigenet BGP, ett protein som finns i benet. Antikroppsfragmentet märktes sedan med ett fluorescerande färgämne. De testade sedan fluorescensintensiteten för de resulterande BRET Q-kropparna och observerade att tillsatsen av antigenet ökade intensiteten av fluorescensen.

Efter dessa första resultat, forskarna testade antigenberoendet hos BRET Q-kroppen. De jämförde fluorescensen som erhölls med den nya BRET-baserade metoden med den konventionella bestrålningsbaserade metoden. Fluorescensintensiteten hos BRET-Q-kroppen mättes initialt med excitationsljus och senare i närvaro av det luminiscerande substratet. De fann att antigenbindningen förde Nluc-enzymet och färgämnet närmare varandra vilket resulterade i högre fluorescensintensitetsnivåer när substratet användes. Eftersom luminescens från BRET Q-kroppen erhålls initialt från enzymet och sedan från det fluorescerande färgämnet vid antigenbindning, en enkel färgförändring indikerar närvaron av ett antigen.

Denna studie banar vägen framåt för en ny klass av bioluminescerande sensorer som inte kräver en extern excitationsljuskälla. De nya BRET Q-kropparna förväntas göra immunanalystester mycket enklare och mer exakta. Som prof. Ueda förklarar fördelarna med och potentiella tillämpningar av deras resultat, "Detekteringen av BRET-signalen behöver ingen ljuskälla, tillåter visuell observation av färgförändringen, och enklare integration med en smartphone-baserad enhet. Därför, vi förväntar oss att BRET Q-bodies kommer att vara ett lovande verktyg för diagnos, livsmedelssäkerhet, miljövård, och biologisk forskning."