基于核酸适体的电化学生物传感器*

核酸适体是一类体外筛选的、可与目标分子高效、高特异亲合的RNA或DNA寡核苷酸片段,与常规识别分子（如抗体等）相比,核酸适体作为一类新型识别分子具有明显特色和优势,已被广泛应用于生物传感等分子识别和应用研究领域。本文就基于核酸适体的电化学生物传感器（标记型和非标记型）的近期进展作简要评述,包括适体简介、标记型（“信号衰减”型、“信号增强”型、酶标记型和纳米粒子标记型）和非标记型电化学适体生物传感器等内容。     

一种胶质瘤细胞的核酸适体电化学阻抗传感器

本文基于交流阻抗谱技术发展了一种新型的高灵敏核酸适体传感器用于胶质瘤细胞的检测。该传感器通过巯基在金表面的混合自组装,将腱肽蛋白c的核酸适体探针固定于金电极表面。基于腱肽蛋白在胶质瘤细胞表面的高表达,利用细胞与电极表面核酸适体探针的特异性生物识别对铁氰化物电化学阻抗的抑制,建立了胶质瘤细胞检测的核酸适体传感器。考察并优化了核酸适体/巯基丙酸混合自组装比例、反应时间、温度和离子强度等对传感器性能有显著影响的分析条件,结果表明该传感器的阻抗响应与胶质瘤细胞浓度呈线性关系,线性范围为100~50 000 cell/mL,其检出限可达50 cell/mL。     

核酸适体生物传感器*

构建高速度、高特异性、高灵敏的蛋白质检测技术是目前蛋白质组学研究所面临的紧迫任务。传统蛋白质的检测主要利用抗体-抗原的特异相互作用。利用寡核苷酸间的严格的识别和亲和力而设计的人工合成寡核苷酸-适体（aptamer）的出现,使抗体抗原反应发生新的革命性变化。核酸适体对蛋白质的结合力和特异性可与抗原抗体间的作用力相媲美,且与抗体相比有许多优越性。因此利用核酸适体构建蛋白质的检测方法己引起许多科学工作者的关注。本文综述了核酸适体的发现(包括SELEX技术的原理),特点, 核酸适体生物传感器的原理、分类和应用,并对核酸适体生物传感器的发展进行了展望。     

电化学和电化学发光核酸适体传感器

核酸适体具有亲合力强、选择性高、稳定性好、易于修饰等优点,广泛用于对目标物如蛋白质、小分子等的灵敏检测.电化学具有成本低、灵敏度高、仪器小巧等优点.近年来,构建基于核酸适体的电化学传感器,已经成为一个热门的研究领域.本文重点评述了2005年以来核酸适体的电化学传感器的研究进展,并展望其发展前景.     

DNA电化学生物传感器在重金属快速检测中的研究进展

DNA电化学生物传感器是一类以DNA为敏感元件或检测对象,将核酸分子特异性识别过程中产生的信号通过换能器转化为电信号,从而实现对目标物定性或定量检测的传感器,具有响应速度快、操作简单、选择性好、灵敏度高、检测成本低等优点,实现了多领域中重金属、真菌毒素、核酸等的快速实时检测。介绍了DNA电化学生物传感器的组装单元、电化学指示剂类型,以DNA二级构型角度综述了DNA电化学生物传感器的四大类特殊结构,并汇总其在临床、中医药、生态环境保护及食品安全等领域中重金属的检测应用研究,对新型DNA电化学生物传感器的设计与其在更多领域的拓展应用提供借鉴价值。     

亲和型生物传感器在生物医学上的应用进展

近年来,生物传感器与纳米技术、流动注射和微流控等新技术的结合,获得了蓬勃而迅速的发展。 亲和型生物传感器是基于生物分子之间的特异的亲和性,即生物活性物质对底物的亲和与键合而建立起来的一种新型传感装置。 它具有特异性好、灵敏度高、成本低、能在复杂的体系中进行在线连续监测等优点,进而在生物医学领域,对生物医学标记物、核酸、蛋白质、病毒、细菌及毒素的检测、药物作用机理的研究、临床用药筛选等方面有着广泛的应用。 本文从光学、电化学、石英晶体微天平传感、表面等离子体共振等几个方面对近年来亲和型生物传感器,特别是用于检测肿瘤标记物的免疫传感器和基于核酸适体的生物传感器在生物医学领域的测定原理和应用现状进行了评述,并对其发展趋势进行了展望。     

基于电化学生物传感器的重金属离子检测研究进展

电化学生物传感器是基于抗原抗体、酶、核酸适配体、蛋白质、细胞等各种生物成分建立的电化学方法,由于这些生物成分具有强的特异性,决定了电化学生物传感器具有高选择性。同时该方法还具有便捷快速、灵敏、操作简单等优点,已经被广泛应用于污染物重金属离子的检测,并具有良好的应用前景。本文综述了近年来基于各种生物成分的电化学生物传感器在重金属离子检测中的应用,并对该领域未来的发展趋势做了展望。     

核酸适体功能化的二维材料场效应晶体管传感器研究进展

二维材料场效应晶体管传感器具有可调的电学性质和高的灵敏度, 非常适合用于构建高性能的传感器, 应用于疾病诊断和环境监测等领域. 核酸适体是一种生物识别分子, 具有特异性强、 稳定性高等优势. 近年来, 核酸适体功能化的二维材料场效应晶体管传感器在医疗诊断和环境监测等领域取得了显著的研究进展. 本文综合评述了核酸适体功能化的二维材料场效应晶体管传感器的最新研究进展, 对场效应晶体管传感器的结构及传感原理进行了概括, 详细介绍了二维材料的制备方法以及核酸适体功能化器件的设计原理. 在此基础上, 对核酸适体功能化的二维材料场效应晶体管传感器在疾病诊断和环境监测领域的应用进展进行了概述, 讨论了核酸适体功能化的二维材料场效应晶体管传感器面临的一些问题和挑战, 对其发展前景进行了展望.     

核酸等温扩增技术在电化学生物传感器中的应用

生物分子检测在临床诊断、基因治疗、基因突变分析等方面变得日益重要,因而,建立简单、快速、灵敏的检测方法具有重要意义。近年,电化学生物传感器因其简单、便携、易操作、成本低等优势在生物分子检测的研究中备受关注。为了提高检测方法的灵敏度,不同的核酸等温扩增技术被应用于电化学生物传感器的构建中。本文简单介绍了电化学生物传感器的工作原理,着重综述了几种主要应用于电化学传感器中的核酸等温扩增技术,同时比较了各方法的优缺点。     

基于核酸适体电化学生物传感器用于腺苷的免标记检测

以纳米MnO2作为适体固定的构建平台,制备了一种基于核酸适体的新型腺苷电化学生物传感器.固定于电极表面的适体探针与目标腺苷杂交后使电极界面的结构发生改变,通过[Fe(CN)6]3-/4-氧化还原探针监测传感器表面电子传递电阻的变化,以此作为检测信号进行腺苷的免标记检测.表面电子传递电阻的变化值与腺苷浓度的对数在1.0×...     

抗污界面构建及其电化学生物传感应用进展

电化学生物传感器具有灵敏度高、便携性好、响应快速和易于集成等优点,在临床检测方面有很大应用潜力,并在可穿戴健康监测领域得到了快速发展。但在实际临床生物样本检测中,非靶标生物物质会在电极表面产生非特异性吸附（即生物污染）,影响了电化学生物传感器的性能。因此,构建具有防污染能力的传感界面（抗污界面）,防止非靶标物质吸附到电极表面,对于扩大电化学生物传感器的实际应用范围,实现在复杂生物样本中的检测至关重要。本文概述了物理、化学和生物抗污电极界面的构建及其在临床相关生物标志物检测中的应用,为电化学生物传感器实际应用性能的提升提供技术参考,并通过对界面抗污原理和存在问题的探讨,对抗污界面发展前景和未来趋势予以展望。     

离子液体在生物工程方面的进展

离子液体具有不挥发性、非易燃性、离子电导率高、物化性能稳定、电化学窗口宽、结构多样性与可设计性等诸多优良特性,近年来已在电化学、生物、绿色化学等领域发挥着至关重要的作用。本文综述了离子液体在生物方面的一些应用：作为理想的载体将目标基因或者药物运送到靶细胞中达到治疗的目的;探究离子液体的毒性对生物体的影响从而达到杀灭癌细胞等特殊细胞或绿色降解的目的;利用其电催化活性好、灵敏度高等特性制成生物传感器用于电化学检测;将离子液体作为核酸分离的载体,使得核酸的分离的过程简化、效率提高。     

基于量子点的电化学发光核酸分析传感器研究进展

核酸是一种十分重要的生物大分子,有关核酸分析的研究一直是生物分析中非常活跃的领域。电化学发光(ECL)技术具备灵敏度高、可控性强、选择性高等优点,广泛应用于生物分析领域。量子点(QDs)具有优异的光学特性和良好的电化学性能。量子点独特的光电特性可与电化学发光相结合,构建灵敏度高、特异性强及检出限低的电化学发光生物传感器用于核酸分析。本文简要地介绍了量子点并对其进行系统的分类,重点介绍了量子点作为发光体材料在电化学发光核酸分析传感器中的应用。     

赭曲霉毒素A的电化学适体传感检测

赭曲霉毒素A （OTA）是一类主要由曲霉属和青霉属等真菌产生的小分子有毒次级代谢产物,广泛存在于食品、农产品和动物饲料中,具有强烈肝毒性、肾毒性、致畸和致突变等作用,亦是ⅡB类致癌物。鉴于OTA污染的普遍性和危害性,本文就目前OTA的常用检测方法进行概述和比较,重点阐述新型电化学适体传感技术在OTA检测方面的相关应用。全面综述了构型变换型、亲合型以及混合型OTA电化学适体传感器的原理、优缺点及最新研究进展,并对OTA电化学适体传感器的未来发展方向提出展望,为电化学适体传感器的深入研究与应用提供参考。     

G-四聚体和G-三聚体DNA在电化学生物传感中的应用

富鸟嘌呤的单链核酸在一定条件下可通过折叠形成特殊的G-四聚体和G-三聚体核酸高级结构。该结构和功能具有丰富的多样性,可作为多功能的信号元件在各类生物传感器的构建中发挥作用。电化学生物传感器因其具有灵敏度高、易于微型化、成本低廉及分析速度快等优点,被广泛应用于各类目标物的分析检测中。近年来,随着现场检测、快速检测成为体外诊断的一大热点,越来越多的研究人员聚焦于开发G-四聚体和G-三聚体在电化学生物传感器中的应用。本文针对G-四聚体和G-三聚体的电化学生物传感器在金属离子、有机小分子、核酸和蛋白大分子及酶活性等的最新分析检测方法的研究进行了综述。     

电化学生物传感器在发酵领域中的应用

本文综述了近10年来电化学生物传感器在发酵领域中的研究及应用。首先介绍了电化学生物传感器的基本原理及分类,然后对发酵领域中应用和研究最为广泛的酶电极以及微生物电极传感器进行了分类描述,并重点介绍和归纳了葡萄糖、乳酸、酒精以及甘油生物传感器的研究现状,集中探讨了两类传感器的抗干扰性与选择性等特性。     

纳米材料在电化学生物传感器及生物电分析领域中的应用

纳米尺度上的生物分析化学是当今国际生物分析领域研究的前沿和热点.该文阐述了纳米粒子在电化学免疫传感器及电化学DNA传感器领域的应用,着重介绍了以纳米材料为载体设计新型的具有生物分子识别和电信号增强作用的纳米标记粒子在构建高灵敏电化学生物传感器以及多组分同时检测中的应用.     

核酸适体在生物医学中的应用*

核酸适体是经配体指数富集系统进化技术（SELEX）筛选获得的一类能够特异性地结合离子、分子,甚至整个细胞的单链DNA或者RNA分子。本文介绍了核酸适体及相关筛选技术SELEX;综述了近年来以提高筛选效率和效果为目标的核酸适体筛选技术新进展;列举了核酸适体在无机离子、小分子、生物大分子和肿瘤细胞检测、肿瘤标记物的发现等方面的应用;讨论了基于核酸适体的靶向治疗策略;最后对核酸适体在生物医学上的应用前景进行了展望。     

基于核酸的纸基荧光生物传感器的设计及应用

纸基生物传感器由于其具有成本低、操作方便、生物可降解、识别元件用量低等优点,近年来受到了广泛的关注。其中,以功能核酸作为识别元件的纸基荧光生物传感器具有较高的灵敏度、瞬时响应以及实时检测等特性,在便携式传感设备方面展现出巨大的潜力。此外,将核酸作为识别元件的纸基无细胞蛋白合成平台,通过条件合成的报告荧光蛋白可实现对病毒、重金属等目标物的特异性检测,具有良好的应用前景。首先,本文介绍了基于核酸的纸基荧光生物传感器的设计,特别是基于核酸的识别元件与纸基材料的结合方式。其次,总结了基于核酸的纸基荧光生物传感器在临床诊断、食品安全检测、环境污染物检测等不同领域的最新研究进展,讨论了其优势与局限性。最后,探讨了基于核酸的纸基荧光生物传感器的发展方向与应用前景,以期为相关领域的研究提供参考。     

电化学生物传感器在污水分析及污水流行病学中的应用进展

近年来,污水流行病学（wastewater-based epidemiology, WBE）已被证明是用来监测社区毒品滥用和公共健康的一种有效评估方法,该方法通过定量分析指定社区污水回收站中污水的药物残留或者代谢物来反推社区中人们对毒品的消耗量并结合指定社区的人口数量对其进行归一化处理. 电化学生物传感器具有响应时间快、成本低、分析样品需求量小、数据分辨率高以及能够现场快速测试等特点,已被广泛应用于疾病快速诊断、环境污染监测、食品安全以及毒品检测等领域. 液相色谱-质谱联用是分析污水中的毒品及其代谢物的主要方法,但随着传感技术尤其是电化学传感器近来的快速发展,也开始被用于研究污水传染病学并可实现现场快速测量. 本文综述了电化学生物传感器在污水中无机污染物（如重金属）、有机污染物（如农药、毒品）、生物分子（如 DNA）以及细菌等微生物分析中的最新进展,同时还论述了目前电化学传感器技术在污水流行病学领域的应用和未来所面临的主要挑战.