Aptamer to olignukleotyd DNA/RNA lub peptyd, który specyficznie wiąże się z docelowym białkiem lub metabolitem. Biorąc pod uwagę ogromną ilość kombinacji nukleotydowych (4^liczba nukleotydów), można uzyskać swoiste aptamery względem równie wielkiej liczby celów molekularnych, takich jak: większość białek, węglowodany, lipidy, nukleotydy czy złożone struktury – wirusy. Istnieje wiele prac naukowych dotyczących wykorzystania aptamerów i nanocząsteczek złota do konstrukcji biosensorów wykrywających niewielkie molekuły, np.: adenozyna, kokaina. Jednakże połączenie unikatowych właściwości nanocząsteczek złota GNPs (elektrycznych, katalitycznych, oddziaływanie z falą elektromagnetyczną) i technologii aptamerów pozwala na zastosowanie systemu GNPs-APs (aptamery) również w celu detekcji złożonych molekuł, takich jak białka. Niedawno ukazała się publikacja chińskich naukowców, w której przedstawiono model takiego systemu. Autorzy pracy opracowali system detekcji białka trombiny oparty na platformach GNPs (posiadających właściwości tłumienia fluorescencji) i apatamerze trombinowym specyficznie wiążącym trombinę (GGTTGGTGTGGTTGG – symetryczna struktura tetrapleksu stabilizowana przez jony K+, skłądająca się z dwóch tetrad guaninowych i trzech pętli). Naukowcy przetestowali trzy odmiany połączeń GNPs z apatmerami trombinowymi. W pierwszym przypadku, Ap-Im-GNPs, aptamer z grupą tiolową (3’-SH) immobilizowano na powierzchni złota, po czym do układu dodano komplementarny do sekwencji aptameru olignukleotyd z fluoroforem. Pod nieobecność trombiny Ap-Im-GNPs nie wykazywał fluorescencji ponieważ fluorofor znajdował się w bliskim sąsiedztwie z nanocząsteczkami złota, które tłumią zjawisko fluorescencji. Z kolei aptamer trombinowy nie przyjmował aktywnej (wiążącej trombinę) konformacji tetrapleksu ponieważ związany był w dupleks – dsDNA oligonuklotyd. Dopiero dodatek trombiny do układu spowodował wyparcie oligonukleotydu z podłączonym fluoroforem z adduktu dsDNA i utworzenie wiązania typu trombina-tetrapleks Ap (aptamer trombinowy). Odizolowany przestrzennie fluorofor wykazywał fluorescencje („promienisty” powrót elektronu wzbudzonej uprzednio cząsteczki, z S1 do S0). Z kolei sygnał detektora był proporcjonalny do ilości dodanego białka. Drugi typ, Ap-Hy-GNPs, w którym na nanocząsteczkach złota immobilizowano oligonukleotyd komplementarny do aptameru trombinowego, do którego tym razem podłączono fluorofor (ponownie tworzy się dupleks dsDNA, ale o odwrotnej orientacji). Dodana trombina związała się z aptamerem powodując dysocjacje dupleksu dsDNA, czego skutkiem było odsunięcie fluoroforu od złota i fluorescencja. W trzecim typie, Ap-Ad-GNPs, pominięto sekwencje komplementarną do aptameru, która spajała go ze złotem i/lub utrzymywała jego rozwiniętą strukturę. W Ap-Ad-GNPs, zastosowano aptamer z podłączonym fluoroforem i z większą liczbą grup tiolwych, co umożliwiło jego immobilizacje w postaci płaskiej – tuż przy złocie, w każdym miejscu cząsteczki (eliminacja niepożądanej fluorescencji pod nieobecność trombiny). Dodatek białka powodował zerwanie kowalencyjnych połączeń (Au-S)n złota z aptamerem trombinowym i utworzenie połączenia trombina-tetrapleks Ap, co ponownie skutkowało fluorescencją. Autorzy pracy wykazali, że spośród trzech wymienionych strategii konstrukcji biosensora: Ap-Im-GNPs, Ap-Hy-GNPs i Ap-Ad-GNPs największą czułością charakteryzowała się pierwszy typ - Ap-Im-GNPs. Obliczono limit detekcji LOD dla tego systemu, który wynosił 0,14 +-0.01 nM.


W Wang, C Chen, M Qian, XS Zhao (2008) “Aptamer biosensor for protein detection using gold nanoparticles”. Analytical Biochemistry 373: 213–21