利用互补核酸杂交富集金胶实现信号扩增的电化学凝血酶蛋白生物传感器研究

介绍了一种利用互补核酸杂交富集金胶实现信号扩增的蛋白质生物传感器. 以凝血酶蛋白为研究对象, 利用凝血酶蛋白相对应的两段核酸适配体, 将适配体Ⅰ固定在磁性颗粒上, 用于特异性地捕获蛋白, 将适配体Ⅱ标记金胶作为检测信标. 由凝血酶蛋白和相对应的两段核酸适配体构建三明治结构的凝血酶蛋白生物传感器. 另外, 再通过信标金胶上过剩的核酸适配体链与另一段标记有金胶的互补核酸进一步杂交, 获得金胶的选择性聚集, 实现了信号扩增. 通过信号扩增, 使此传感器的灵敏度大大提高, 对凝血酶蛋白的检测下限可达到4.52×10-15 mol/L. 平行测定浓度为7.47×10-14 mol/L的凝血酶8次, 其RSD为3.0%. 该生物传感器对凝血酶蛋白有很好的特异性, 其它蛋白如溶菌酶和牛血清白蛋白的存在对于检测没有影响.     

基于主客体竞争模式的凝血酶适配体传感器的研究

基于β-环糊精(β-CD)主客体竞争模式,构建了开关型凝血酶适配体电化学传感器.将末端修饰了二茂铁(Fc)的核酸适配体通过与β-CD的主客体识别固定在金电极表面,当凝血酶存在时,适配体由原来的直立线状构型变为"G-四链体",远离电极表面,适配体探针的氧化还原电流强度减小,即"Signal-off".利用此效应对凝血酶进行了灵敏检测,结果表明,在5.0×10-13~5.0×10-9 mol/L浓度范围内,凝血酶的浓度与电化学响应信号呈良好的线性关系,检出限为2.0×10-13 mol/L(3σ).与其它蛋白分子相比,本方法对凝血酶蛋白的检测具有高特异性.本传感器构建简单,再生性好,为生物血清样本中凝血酶的实时高效检测提供了方法.     

基于Ru(bpy)32+-SiO2纳米颗粒的核酸适配体传感器对凝血酶的电致化学发光检测

本文应用核酸适配体构建了一种新型的电致化学发光检测蛋白体系。两个核酸适配体结合凝血酶的两个不同位点,利用这两核酸适配体与凝血酶的高亲和力构建三明治传感体系检测凝血酶。一个核酸适配体固定在金电极上用来捕获凝血酶,另一个标记有包裹电致化学发光活性物Ru(bpy)₃²⁺的二氧化硅纳米颗粒,用来检测电致化学发光信号。此核酸适配体传感器对凝血酶具有特异识别性,电致化学发光信号与凝血酶的浓度直接相关,非特异性识别的牛血红蛋白、牛血清白蛋白不干扰测定。由于在检测的核酸适配体上标记的纳米颗粒包裹有多个发光活性物,因此大大提高了发光效率和灵敏度,此法对凝血酶的线性响应范围为2.0 fmol•L^-1～2.0 pmol•L^-1,检测限可达1.0 fmol•L^-1。     

基于核酸适配体的新型荧光纳米生物传感器用于凝血酶的测定

利用凝血酶的两条核酸适配体与凝血酶的高亲和力构建了三明治结构, 利用磁性纳米颗粒的磁性分离技术, 设计并制作了一种新型的荧光纳米生物传感器, 用其检测凝血酶. 此法对凝血酶的响应线性范围为2.24×10-11～4.03×10-9 mol/L, 其线性方程为I=0.9758×1011c-2.628, 检出限为1.0×10-11 mol/L, 对浓度为2.68×10-10 mol/L的凝血酶检测10次, 其RSD为2.56％, 测得的荧光信号稳定, 24 h后测定并无衰减, 具有很高的检测特异性和灵敏度.     

血红蛋白/带正电的纳米金层层自组装膜修饰电极的制备及其电催化性能

利用自组装技术和静电吸附作用, 将带正电荷的纳米金(nano-Au^Å)和带负电荷的血红蛋白(Hb)层层自组装于L-半胱胺酸(L-cys)修饰的金电极表面, 从而制得用于检测过氧化氢(H2O2)的无电子媒介体的第三代电流型生物传感器({Hb/nano-Au^Å}5/L-cys/gold). 通过电子显微镜技术和微量电泳技术考察了不同粒径正电荷的纳米金的相关特征; 通过交流阻抗技术、原子力显微镜技术、循环伏安法和计时电流法考察了电极表面的电化学特性, 并对该传感器的作用机理及性能进行了详细的研究. 用计时电流法测得H2O2的线性范围为2.1×10^-8 ~ 1.2×10^-3 mol/L (r = 0.994), 检出限为1.1×10^-8 mol/L, 米氏常数(K_m^app)为0.10 mmol/L. 实验结果表明, 该方法与单层带正电的纳米金固载血红蛋白及带负电的纳米金层层自组装固载血红蛋白相比, 显著提高了血红蛋白的固定量, 并能保持血红蛋白的生物活性, 从而增强了传感器的灵敏度和稳定性, 拓宽了线性响应范围及降低了检测下限.     

基于金包裹磁性纳米粒子与适配体修饰CdTe纳米探针的凝血酶检测方法

构建了一个适配体修饰的CdTe纳米探针,利用磁性纳米粒子的分离技术,采用示差脉冲伏安法检测凝血酶。磁性纳米粒子作为分离材料,CdTe纳米粒子作为电化学探针,通过凝血酶的特异性识别,适配体从DNA双链中解旋,并与凝血酶结合形成G-四重体结构,达到检测凝血酶的目的,检出限达0.13pmol/L。该方法灵简便、灵敏、成本低,并成功用于实际样品的检测。此外,该方法可被广泛应用于蛋白质监测和疾病诊断。     

基于铁氰化镍的非标记型核酸适配体电化学传感器检测凝血酶

在玻碳电极（GCE）表面首先用增敏作用的多壁碳纳米管(MWCNTs)夹心于两层电沉积的铁氰化镍（NiHCF）氧化还原电化学探针之间,然后以金纳米粒子为固定核酸适配体的载体,构建了检测凝血酶的非标记型核酸适配体生物传感器。 利用扫描电子显微镜(SEM)对MWCNTs和NiHCF的形貌进行了表征。 利用电化学阻抗谱对传感器的组装过程进行了监测,用循环伏安法（CV）和差分脉冲伏安法（DPV）对传感器的电化学行为进行了研究。 以铁氰化镍为探针的传感器对凝血酶的检测在1.0 ng/L~1.0 mg/L范围内呈良好的线性关系,相关系数为0.998,检测限为0.2 ng/L(S/N=3)。     

基于Pd-Au纳米颗粒的非标记型凝血酶传感器的研制

采用电沉积方法将Pd纳米颗粒沉积到玻碳电极(GCE)表面,再将Pd纳米颗粒修饰电极插入H2SO4溶液中,吸收适量活性氢后,转移到HAuCl4溶液中,静置一定时间后,使金被活性氢还原并自发沉积到Pd纳米颗粒修饰的玻碳电极表面。通过自组装作用将带巯基的凝血酶适配体Ⅰ固定在Pd-Au/GCE表面,制得非标记型凝血酶适配体传感器。当凝血酶与凝血酶适配体结合时,覆盖在电极表面,从而阻碍了电极表面的Pd-Au纳米颗粒对H2O2的催化还原活性,通过监测H2O2还原电流的减小程度,实现对凝血酶的定量检测。考察了pH值、培育时间等实验条件对响应电流的影响以及Pd-Au纳米颗粒的协同作用。实验表明,此传感器的线性范围为3.0~300 nmol/L,检出限为0.98 nmol/L。     

以聚硫堇为电化学探针的非标记型核酸适配体传感器

采用电聚合法制备了聚硫堇氧化还原电化学探针, 以金纳米粒子为固定核酸适配体的载体构建了非标记型核酸适配体传感器. 用电化学阻抗谱对传感器的组装过程进行了监测, 用循环伏安法和差分脉冲伏安法考察了传感器的电化学行为. 结果表明, 该传感器对凝血酶的检测在1.0 pg/mL～500 ng/mL范围内呈良好的线性关系, 相关系数为0.998, 检出限为0.38 pg/mL. 该传感器制备简单、 灵敏度高且抗干扰能力强.     

基于一次性薄层色谱电极高选择电化学发光分析法测定Ni(II)的研究

基于一种新的电极制作方法, 研制了具有薄层色谱分离功能的一次性薄层色谱电极. 结合该电极的分离、保留分析物于电极表面一定空间区域的色谱分离能力与电极表面电化学发光信号的空间分辨能力, 实现了分析物的高效分离与原位高灵敏度电化学发光(ECL)检测, 建立了电化学发光分析方法与薄层色谱分离方法联用的新技术. 并以Ni^2＋离子为代表探讨了这一方法的可行性和分析特性. 在最佳的实验条件下, 该方法测定Ni^2＋离子的线性范围为5.0× 10^－9～5.0×10^－6 g/mL, 检出限为1.5×10^－9 g/mL, 相对标准偏差为2.8% (c＝1.0×10^－6 g/mL, n＝11).     

DNA在Mg/聚2,6-吡啶二甲酸膜上的固定和杂交及其PAT基因片段的电化学阻抗谱测定

以静电吸附法使Mg²⁺修饰于玻碳电极(GCE)上电聚合的2,6-吡啶二甲酸膜(PDC)上, 制得的Mg/PDC/GCE电极, 成为DNA固定及杂交的良好平台. 应用微分脉冲伏安法和电化学阻抗谱对DNA的固定和杂交进行表征. 以电化学阻抗谱免标记法检测目标DNA比以亚甲基蓝为指示剂的微分脉冲伏安法有更高的灵敏度. 固定于电极表面的DNA探针与互补单链DNA杂交后使电负性的[Fe(CN)₆]^3-/4-的表面电子传递电阻值显著增大, 以此作为检测信号可以高灵敏度地测定目标DNA. 电化学阻抗谱检测转基因植物外源PAT基因片段, 线性范围为1.0×10^-9 ~ 1.0×10^-5 mol/L, 检测限为3.4×10^-10 mol/L.     

基于磁珠分离的酶联适配体检测痕量蛋白质的新型比色分析方法

以核酸适配体作为高效专一的识别/传感元件, 构建了一种新型的磁性分离和特异性捕获的检测方法. 两个适配体通过简单的生物素化修饰, 利用其与凝血酶不同位点的高亲和力形成夹心结构, 其中连接适配体的磁珠可捕获蛋白质, 加入另一个适配体及链霉亲和素标记的辣根过氧化物酶后, 通过比色法实现靶蛋白检测. 该法操作简单, 分析时间短, 对凝血酶的线性响应范围为 10~80 nmol/L, 检出限为 10 nmol/L.     

导电高分子纳米粒子负载探针的凝血酶电化学发光适配体传感器

以特异性识别凝血酶的适配体为分子识别物质,以氨基钌联吡啶衍生物（Ru1）为电化学发光信号物质,基于吡咯/N-（2-羧乙基）吡咯纳米粒子（Ppy-pa NPs）负载适配体和Ru1研制了一种高灵敏检测凝血酶的电化学发光适配体传感器.以N-（2-羧乙基）吡咯和吡咯为单体,采用微乳液聚合方法制备了Ppy-pa NPs.通过EDC/NHS将Ru1与Ppy-pa NPs表面的羧基共价连接制备了Ru1功能化Ppy-pa NPs（Ru1-Ppy-pa NPs）.利用核磁共振图谱、傅里叶变换红外光谱和投射电子显微镜图对Ppy-pa NPs和Ru1-Ppy-pa NPs进行了表征.将Ppy-pa NPs Nafion混合物滴涂在石墨电极表面制备成电化学发光化学传感器,可高灵敏检测三丙胺（检出限为3.0×10-8M）.通过电化学氧化将对氨基苯磺酸共价键合在石墨电极表面,将5′修饰氨基凝血酶适配体I（TBA-I）共价连接在对氨基苯磺酸修饰的石墨电极表面制备成电化学发光适配体传感器.将5′修饰氨基凝血酶适配体Ⅱ（TBA-Ⅱ）标记在Ru1-Ppy-pa NPs表面制得电化学发光适配体信号探针（Ppy-pa NPs-Ru1-TBA-II）.当凝血酶存在时,凝血酶与电极表面的TBA-I特异性结合,再与信号探针结合形成夹心结构,产生很强的电化学发光信号.该传感器具有极低的检出限（3.0×10-16M）和良好的选择性.本工作表明以Ppy-pa NPs为电化学光探针的载体可构建高灵敏度和选择性的电化学发光生物传感器.     

基于水滑石-金纳米粒子的阻抗型核酸适配体传感器的研究

在玻碳电极表面用电化学沉积法一步合成钴铝水滑石-金纳米粒子(CoAl LDH-GNPs)复合纳米材料,以复合纳米材料作为核酸适配体(Apt)的固定化基质,建立了一种高灵敏的阻抗型适配体传感器.采用扫描电镜(SEM)和能量色散谱仪(EDS)对CoAl LDH-GNPs复合纳米材料进行了表征,对电极的组装过程采用循环伏安法和电化学阻抗进行表征,对传感器的性能采用电化学阻抗进行研究.复合纳米材料CoAl LDH-GNPs构筑的传感器对凝血酶(THR)具有良好的信号响应,线性相关系数R=0.995,检出限为0.3 ng/L(S/N=3),检测范围为1.0 ng/L～ 100 μg/L.     

非标记型双底物检测核酸适配体传感器研究

采用电沉积法制备了铁氰化镍(NiHCF)氧化还原电化学探针, 以金纳米粒子(GNPs)为固定核酸适配体的载体构建了非标记型测定凝血酶(TB)和腺苷(AD)的核酸适配体传感器. 采用循环伏安法(CV)和SEM对NiHCF膜进行了表征; 利用电化学阻抗(EIS)对传感器的组装过程进行了监测; 用CV和差分脉冲伏安法(DPV)对该传感器的电化学行为进行了研究. 该传感器对凝血酶的检测在1.0 fg·mL^-1～1.0 μg·mL^-1范围内成良好的线性关系, 相关系数为0.997, 检测限为0.27 fg·mL^-1; 对腺苷的检测在1.0 fg·mL^-1～1.0 ng·mL^-1范围内成良好的线性关系, 相关系数为0.997, 检测限为0.36 fg/mL. 该传感器制备简单, 灵敏度高, 抗干扰能力强.     

纳米金-核酸适配体快速可视化检测药材中4种有机磷农药的方法研究

建立了一种基于金纳米粒子-核酸适配体的可视化纳米生物传感器检测中药材中有机磷的方法。选用可与有机磷农药特异性结合的广谱适配体作为识别元件,以纳米金为信号转导元件,在纳米金粒子表面修饰有机磷适配体,构建出能够检测甲拌磷、氧化乐果、丙溴磷、水胺硫磷4种有机磷农药的适配体传感器,并将其用于中药材中4种有机磷农药的检测。结果显示,当4种有机磷残留总量超过1 000μg/L时,溶液体系由红色变为蓝色,可达到肉眼快速检测的效果。该方法操作简单、特异性好、检测结果直观,适用于中药材中4种有机磷农药的现场快速检测。     

基于铁氰化铜的非标记型核酸适配体传感器的构建及其对腺苷的检测

采用电化学沉积法在金电极表面制备了铁氰化铜(CuHCF)氧化还原电化学探针,通过CN~-(CuHCF)和金纳米粒子(GNPs)之间形成Au-CN键的强相互作用力,将GNPs组装到电极表面后,再通过Au-S键将巯基化的腺苷适配体组装到电极表面,构建了高灵敏检测腺苷的非标记型核酸适配体传感器。利用电化学阻抗对传感器的组装构建过程进行监测。用循环伏安法和差分脉冲法考察了该传感器的电化学行为,并探讨了支持电解质和扫速对传感器的影响。在最优实验条件下,该传感器对腺苷在100 fg/mL~50.0 ng/mL范围内呈良好的线性响应,相关系数为0.998,检出限为45.0 fg/mL。     

核酸适配体传感器在黄曲霉毒素B1检测中应用研究进展北大核心CSCD

核酸适配体作为一种新型识别分子,具有亲和力高、稳定性强、制备成本低、特异性强等优点,但其自身不具有信号转换功能,它与靶标分子特异性结合过程,不可产生被检测的物理化学信号。因此,需将核酸适配体与靶标分子特异性识别结合过程转为易于被检测的物理化学信号变化的过程。根据信号转换方式的不同,可将适配体生物传感器分为荧光适配体传感器、比色适配体传感器、电化学适配体传感器和表面拉曼散射适配体传感器。本文对基于以上4种检测信号的核酸适配体生物传感器在黄曲霉毒素(AFB1)检测方面的应用进行综述,并概述该类传感器应用前景和当前面临的挑战。     

金属有机框架用于电化学检测赭曲霉毒素A

以纳米金修饰电极为固定基质,建立一种基于金属有机框架的电化学生物传感器检测赭曲霉毒素A的方法。将核酸修饰的金属有机框架为信号探针,通过碱基互补识别作用将其捕获到适配体修饰的电极表面,此时可获得明显的电信号。当赭曲霉毒素A与适配体特异性结合后无法成功捕获金属有机框架,从而导致电信号降低。在0.1~5.0 nmol/L范围内,赭曲霉毒素A浓度与电信号呈良好的线性关系,检测限为0.03 nmol/L。该方法可成功用于红酒中赭曲霉毒素A的测定并有望用于食品中多种有害物质的实时检测。     

基于AuNPs/PANI/TNTs纳米复合材料的电化学检测妥布霉素的适配体传感器

本文提出了一种新型的检测妥布霉素的电化学适配体传感器,以差分脉冲伏安法（DPV）作为检测技术,亚甲基蓝作为电化学响应信号. 构建了以纳米复合材料金纳米粒子/聚苯胺/二氧化钛纳米管(AuNPs/PANI/TNTs)修饰玻碳电极的电极支架. 通过透射电子显微镜和X-射线光电子能谱对纳米复合材料进行详细的表征. 循环伏安图和电化学阻抗谱显示AuNPs/PANI/TNTs可以很好地增加电极的界面传导性能. DPV结果显示电流密度的响应和妥布霉素浓度之间存在一个很好的线性关系,并且得到一个宽广的检测范围为0.5 μmol·L^-1到70 μmol·L^-1. 本文提出的适配体基的传感器有很好的重复性和稳定性,作为一个潜在的手段可以应用在生物分析和医疗诊断中.