Immunosensoren worden veel gebruikt in immunoassays om antigenen te detecteren. Een dergelijke immunosensor is een quenchbody (Q-body), die een gemodificeerd antilichaamfragment bevat met een gedoofde fluorescerende kleurstof. Wanneer een antigeen bindt aan het Q-lichaam, de kleurstof verlaat het antilichaam en de fluorescentie intensiveert. De verandering in fluorescentie-intensiteit is eenvoudig te meten, waardoor op Q-body gebaseerde antigeendetectiesystemen ongelooflijk eenvoudig zijn. Echter, deze methode vereist een externe lichtbron om de elektronen in de fluorescerende kleurstof te exciteren om luminescentie te produceren.

Een manier om dit op te lossen is om luminescentie te induceren met een alternatieve methode. Om dit te behalen, onderzoekers van Tokyo Tech, Japan, hebben een nieuwe immunosensor ontwikkeld. Ze gebruikten een gemodificeerd luciferase-enzym genaamd "NanoLuc" (Nluc) dat oorspronkelijk verantwoordelijk is voor bioluminescentie in garnalen en fuseerden het met het Q-lichaam. Deze immunosensor, genaamd "BRET Q-body, " werkt volgens het principe van bioluminescentie-resonantie-energieoverdracht (BRET). Hier, aan het gefuseerde Q-lichaam wordt een luminescerend substraat toegevoegd. Het substraat reageert met het enzym en deze reactie levert de energie die de kleurstof nodig heeft om fluorescentie te induceren. Dit type luminescentie is voordelig, als professor Hiroshi Ueda, die het team van onderzoekers leidt, legt uit:"Het BRET Q-body-systeem kan worden gebruikt om de aan- of afwezigheid van een antigeen te visualiseren als een verandering in de emissiekleur zonder enig instrument." Hun bevindingen zijn onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Analytische scheikunde .

Om de BRET Q-body voor te bereiden, de onderzoekers gebruikten een enkelketenig antilichaamfragment dat bindt aan het antigeen BGP, een eiwit dat in het bot wordt gevonden. Het antilichaamfragment werd vervolgens gemerkt met een fluorescerende kleurstof. Vervolgens testten ze de fluorescentie-intensiteit van de resulterende BRET Q-bodies en zagen dat de toevoeging van het antigeen de intensiteit van de fluorescentie verhoogde.

Na deze eerste resultaten de onderzoekers testten de antigeenafhankelijkheid van de BRET Q-body. Ze vergeleken de fluorescentie verkregen door de nieuwe BRET-gebaseerde methode met de conventionele op bestraling gebaseerde methode. De fluorescentie-intensiteit van het BRET-Q-lichaam werd aanvankelijk gemeten met excitatielicht en later in aanwezigheid van het luminescerende substraat. Ze ontdekten dat de antigeenbinding het Nluc-enzym en de kleurstof dichter bij elkaar bracht, wat resulteerde in hogere fluorescentie-intensiteitsniveaus wanneer het substraat werd gebruikt. Aangezien luminescentie van het BRET Q-lichaam aanvankelijk wordt verkregen uit het enzym en vervolgens uit de fluorescerende kleurstof bij antigeenbinding, een eenvoudige kleurverandering geeft de aanwezigheid van een antigeen aan.

Deze studie effent de weg voorwaarts voor een nieuwe klasse van bioluminescente sensoren die geen externe excitatielichtbron nodig hebben. De nieuwe BRET Q-bodies zullen naar verwachting immunoassaytests veel eenvoudiger en nauwkeuriger maken. Zoals Prof. Ueda de voordelen en mogelijke toepassingen van hun bevindingen uitlegt, "De detectie van het BRET-signaal heeft geen lichtbron nodig, maakt visuele observatie van de kleurverandering mogelijk, en eenvoudigere integratie met een smartphone-gebaseerd apparaat. Daarom, we verwachten dat BRET Q-bodies een veelbelovend hulpmiddel voor diagnose zullen zijn, voedselveiligheid, milieubehoud, en biologisch onderzoek."