基于非标记适配体结构变化荧光法检测黄曲霉毒素B1

构建了一种基于非标记适配体结构变化荧光检测黄曲霉毒素B1(AFB1)的方法。无AFB1时,一条非标记的AFB1适配体同时与2条短互补DNA链杂交,形成DNA双链结构,导致标记于其中一条互补DNA的3’端的荧光素（FAM）与标记于另一条互补DNA的5’端的淬灭剂（BHQ1）相邻近,发生荧光共振能量转移,FAM荧光被BHQ1淬灭。AFB1存在时,适配体与AFB1结合,而不与互补DNA发生杂交。此时,FAM与BHQ1距离较远,FAM荧光不能被淬灭。通过测量体系荧光强度变化可定量检测AFB1。方法检出限0.2 nmol/L,定量检测范围1.0 nmol/L～4.0μmol/L。该方法无需共价标记适配体,操作简便,特异性好,能够用于检测复杂基质样品中的AFB1。     

基于分子信标策略的CRISPR/Cas12a荧光传感器用于循环肿瘤DNA的放大检测

构建了一种以分子信标（Molecular beacon, MB）为信号探针的CRISPR/Cas12a生物传感器,用于循环肿瘤DNA(Circular tumor DNA, ctDNA)的快速放大检测。MB具有良好的稳定性,其颈部末端分别标记有荧光素（FAM）和四甲基罗丹明（TAMRA）两种荧光基团。ctDNA不存在时,CRISPR/Cas12a体系无活性,无法切割MB,因此MB两端的荧光基团由于形成发夹结构的颈部相互靠近而发生荧光共振能量转移（Fluorescence resonance energy transfer, FRET）,显示出TAMRA的荧光。当ctDNA存在时,ctDNA特异性识别Cas12a/crRNA二元复合物并激活Cas12a的反式切割活性。由于单链DNA是Cas12a最敏感的底物,因此MB的环部单链首先被切割,继而引起颈部双链的解离而导致两种荧光团彼此远离,无法发生FRET,最终显示出FAM的荧光信号。对MB环部的碱基数目、MB浓度以及crRNA与Cas12a的浓度比例等实验条件进行了优化。在最优条件下,1.7～500 pmol/L范围内,ctDNA浓度与传感...     

基于双重猝灭原理的分子信标定量检测凝血酶

利用G碱基和有机猝灭基团对荧光基团的双重猝灭作用构建了分子信标,建立了一种基于双重猝灭原理的检测凝血酶的简单方法.此分子信标中荧光基团设计为羧基荧光素(FAM),有机猝灭基团设计为Black Hole Quencher 1(BHQ-1),BHQ-1连接3个含有G碱基的核苷酸,分子信标的环设计为凝血酶的核酸适配体.体系中没有凝血酶时,分子信标呈茎环结构,荧光基团FAM与有机猝灭基团BHQ-1及G碱基相互靠近,FAM的荧光在BHQ-1及G碱基的双重猝灭下,其荧光信号很弱;当体系中有凝血酶存在时,分子信标与凝血酶特异性结合,形成G-四联体结构,茎-环结构被破坏,FAM远离猝灭基团BHQ-1及G碱基,其荧光得到恢复.在最适条件下,体系的荧光强度(△I)与凝血酶的浓度(C)在0.4~40 nmol/L范围内具有良好的线性关系,线性回归方程为△I=24.63C(nmol/L)+13.06(R2=0.9972),检出限为0.18 nmol/L(3σ,n=9).实际血样加标回收率为96.3%~98.7%.     

采用纳米金和荧光标记的适配体检测凝血酶

将荧光染料分子标记的含29个碱基的可识别凝血酶的DNA适配体非特异吸附到纳米金表面,荧光发生猝灭,加入凝血酶后,凝血酶与适配体特异性结合,使适配体空间结构发生改变,荧光染料分子远离纳米金表面,荧光恢复,因此可以实现对凝血酶的检测。实验结果表明,这种检测方法简便、快速、特异性强,检出限为0.54 nmol/L(对应样品体积为200μL)。     

基于氧化单壁碳纳米角的荧光适配体传感器对胰岛素的检测

构建了一种基于氧化单壁碳纳米角(oxSWCNHs)荧光适配体传感器用于胰岛素的检测。合成了水溶性的单壁碳纳米角和羧基荧光素(FAM)标记的胰岛素适配体,该适配体能与胰岛素进行高亲和力和强特异性的结合。当体系中没有胰岛素存在时,FAM标记的适配体可以被oxSWCNHs吸附,致使体系具有较低的荧光强度;当体系中有胰岛素存在时,胰岛素可以与其适配体进行强特异性结合,导致FAM标记的适配体远离oxSWCNHs表面,FAM荧光不能被oxSWCNHs淬灭,体系具有较强的荧光强度,实现荧光强度的增强。研究了淬灭剂的用量、反应时间的影响,同时进行了选择性、干扰实验和实际样品分析等。该传感器的线性范围为0～1.6 nmol/L,检出限为0.1 nmol/L,可用于小鼠血清中胰岛素的测定。     

金属有机骨架材料-核酸适配体荧光法检测沙门氏菌

基于金属有机骨架材料(Uio-66-NH2)的荧光猝灭特性以及对核酸适配体的吸附性,结合核酸适配体的高亲和力与高特异性识别能力,构建了针对沙门氏菌检测的荧光生物传感器,当有荧光素修饰的沙门氏菌、适配体被材料吸附到表面时,由于材料诱导电子转移猝灭了荧光素的荧光,若溶液中存在沙门氏菌,则沙门氏菌与其适配体特异性结合后从材料表面脱附,材料与荧光素之间的电子转移过程被切断,荧光素的荧光恢复。基于此原理构建的荧光传感器的信号与沙门氏菌浓度的对数在101~105cfu/m L范围内呈良好的线性关系,检出限(S/N=3)为7 cfu/m L,将该方法用于虾肉样品中沙门氏菌的检测,加标回收率为90.0%~108.0%,该传感器对沙门氏菌有较好的选择性与灵敏度。     

黄色荧光碳点用于盐酸金霉素的检测

以邻苯二胺和L-酪氨酸为原料，通过一步溶剂水热法合成了发黄色光的碳点（Y-CDs），该碳点具有良好的水溶性和稳定的光学性质，可以作为荧光探针用于盐酸金霉素（CTC）的分析检测。基于内滤效应和静态猝灭的协同作用，CTC可以有效猝灭Y-CDs的荧光。因此，建立了一种灵敏度高、选择性好的盐酸金霉素检测方法，检测线性范围为2.5～145μmol/L，检出限为1.43μmol/L。运用加标回收的方法实现了对牛奶和自来水中盐酸金霉素的分析检测，表现出良好的回收率（97.49%～106.90%）。     

基于结构转换适配体荧光法检测赭曲霉素A

利用荧光素标记的可识别赭曲霉素A的核酸适配体,以及荧光猝灭基团标记的互补核酸建立了一种检测赭曲霉素A的荧光分析法。标记有荧光素的核酸适配体(FDNA)未与赭曲霉素A结合时,可与标记有猝灭基团BHQ(Black Hole Quencher)的互补寡聚核苷酸链(QDNA)杂交,使荧光基团与猝灭基团靠近,导致荧光猝灭;而当加入赭曲霉素A之后,FDNA与赭曲霉素A高亲和力高特异性结合,FDNA将不会与QDNA杂交,FDNA的荧光信号得到保持。根据FDNA与目标物结合前后荧光强度的变化,可实现对赭曲霉素A的定量检测。当FDNA浓度为36nmol/L,QDNA浓度为126nmol/L,结合缓冲溶液为10 mmol/L Tris-HCl(含120 mmol/L NaCl、20mmol/L CaCl2、0.02%Tween 20,pH=8.5),室温下反应15min后,可以获得最佳检测效果。对赭曲霉素A的线性检测范围是10～100nmol/L,检出限为10nmol/L,相对标准偏差为5.8%。该方法操作简单,选择性好。     

基于核酸适配体的荧光法检测水胺硫磷和丙溴磷

建立了基于适配体的农药水胺硫磷和丙溴磷的荧光检测方法.采用可特异性识别水胺硫磷和丙溴磷、且5 '端标记荧光基团FAM的核酸适配体(F-ssDNA),与3 '末端标记猝灭基团DABCYL的短链序列(Q-ssDNA)互补杂交形成双链结构,荧光基团的荧光被淬灭,荧光信号很弱;此时加入靶分子,特异性结合核酸适配体,引起互补短链序列从双链结构中解离,使适配体荧光信号增强,基于此可实现水胺硫磷、丙溴磷的定量检测.优化后的检测条件为:将终浓度为25 nmol/L F-ssDNA与50 nmol/L Q-ssDNA在25℃孵育20 min,使二者杂交形成双链适配体探针复合物,加入等体积的农药样品孵育60 min,然后检测体系的荧光信号变化值△I.在最佳条件下,△I与水胺硫磷和丙溴磷的浓度均在50～ 500 μmol/L范围内呈线性关系.水胺硫磷的检出限(LOD,3σ)为11.4 μmol/L,相对标准偏差(RSD)为5.8％(n=10);丙溴磷的检出限为14.0 μmol/L,RSD为4.9％(n=l0).用于实际水样中两种农药的检测,加标回收率为85.8％ ～95.3％.     

核酸适配体介导的荧光铜纳米簇用于免标记快速检测水胺硫磷

基于核酸适配体的靶标识别能力和铜纳米簇（CuNCs）优良的荧光性能,本研究开发了一种免标记荧光探针用于有机磷农药水胺硫磷（ISO）的快速检测。当靶标分子ISO不存在时,溶液中ISO的核酸适配体和互补DNA形成双链结构,从而介导合成荧光CuNCs,表现出高的荧光信号;当待测样品中存在ISO时,ISO与其核酸适配体形成复合物,释放出单链互补DNA。游离的单链DNA不能介导合成CuNCs,导致溶液中的荧光信号减弱。在最佳条件下,检测体系的荧光抑制率与ISO浓度的对数在0.05～25 mg/L浓度范围内呈线性关系,检出限为47μg/L (3σ),其它物质对其检测几乎没有干扰。将此探针用于检测水样中的ISO,回收率为80.3%～108.0%。研究结果表明,本方法可用于检测实际样品中的ISO残留。     

基于核酸外切酶Ⅲ信号放大技术的荧光适配体传感器用于卡那霉素的检测

建立了一种基于核酸外切酶Ⅲ(Exo Ⅲ)和碳纳米颗粒(CNPs)的信号放大体系用于卡那霉素(KAN)检测的新方法。合成了水溶性的CNPs,并设计合成了不同序列的DNA,具体包括:卡那霉素适配体(Apt),羧基荧光素标记的信号DNA探针(FAM-DNA)和互补链cDNA。当体系中不存在KAN时,Apt与cDNA可以杂交形成双链DNA,体系中FAM-DNA处于单链状态,Exo Ⅲ不能水解单链DNA;此时,体系中加入CNPs,单链FAM-DNA被CNPs吸附,荧光发生淬灭;在KAN存在下,Apt与其靶标KAN特异性结合,此时FAM-DNA与cDNA杂交形成双链DNA,由于CNPs对双链DNA吸附较弱,DNA探针的荧光不发生淬灭。ExoⅢ可以特异性的从3’-端对FAM-DNA降解,释放FAM荧光团和cDNA,该体系通过"降解-杂交"循环,最终释放出大量的FAM荧光团。由于CNPs对FAM具有较低的亲和力,释放出的FAM不能吸附在CNPs表面,FAM荧光不会发生淬灭,实现荧光信号放大扩增作用。方法线性范围为50～100 nmol/L,检测限为2.5 nmol/L。该方法可用于实际样品牛奶中卡那霉素的检测。     

模板合成银纳米颗粒/DNA复合物：生物硫醇的高效荧光传感平台设计

金属纳米颗粒经常被用作纳米猝灭剂构建高效荧光传感平台.在本工作中,以FAM标记的DNA为模板,通过还原Ag＋制备得到银纳米颗粒（AgNPs）.由于AgNPs与DNA间稳固的结合,模板合成AgNPs呈现出很高的猝灭效率并可用作超猝灭剂以构建生物荧光传感平台.作为一种尝试,模板合成的DNA-AgNPs复合物被用作生物硫醇荧光检测.通过形成S-Ag键,硫醇与AgNPs发生作用并将FAM标记DNA从AgNPs表面取代下来,FAM荧光恢复.由于低的荧光背景信号,该传感器具有高信背比.此外,DNA-AgNPs复合物呈现出很好的稳定性,可应用于复杂的实际样品.为验证其在实际样品中检测生物硫醇的可行性,测定了人类尿样中的硫醇含量,其结果显示人类尿样中的硫醇总含量为229μM到302μM.为验证结果的可靠性,少量Cys被额外加入到尿样中,其回收率经测定为98%～103%.     

基于聚间苯二胺为受体的UC-FRET传感器检测凝血酶

本文以上转换发光材料(UCPs)为供体,聚间苯二胺(PMPD)为受体,构建了基于荧光共振能量转移(FRET)的传感平台,并将其用于凝血酶的检测。一定浓度的PMPD加入到标记单链DNA的UCPs体系中,对上转换发光的猝灭效率可以达到70%。当加入浓度在0.2~5.0nmol/L范围内的目标物凝血酶时,其荧光恢复程度与浓度呈线性关系,检出限为0.18nmol/L。PMPD因其良好的水溶性、荧光猝灭能力及免标记的特点为基于FRET技术的生物样品检测提供了新的平台。     

基于上转换荧光共振能量转移的Hg~(2+)侧流检测模型的设计和应用

本工作利用荧光共振能量转移(FRET)过程,以上转换荧光纳米材料(UCNPs)作为能量供体,以金纳米粒子(AuNPs)作为能量受体,通过适配体识别Hg~(2+),在硝化纤维素膜(NC)上制备侧流检测试纸条。Hg2+的参与会拉近能量供受体距离,引起检测区UCNPs的荧光猝灭。通过检测区的荧光猝灭效率,可判断样品中的Hg~(2+)浓度。该传感器在缓冲溶液中的检测线性范围为0.1~100nmol/L;检出限为0.1nmol/L。本研究成功证实了上转换荧光共振能量转移体系在侧流模型应用的可行性。     

几种纳米荧光能量受体的比较

本文以荧光素(FAM)为荧光供体,通过与6种不同的纳米材料(还原型氧化石墨烯、氧化石墨烯、纳米Au、纳米Pd、纳米WS_2和纳米MoS_2)组成能量供-受体对,以DNA为作用媒介,从理论上和实验上比较6种纳米材料对FAM的荧光猝灭效果,希望从中确定最佳的荧光能量受体及其荧光共振能量转移(FRET)相关性质,为荧光传感器提供基础研究数据。研究表明,6种纳米材料中,还原型氧化石墨烯的猝灭效果最好,且还原型氧化石墨烯和纳米Au表现出了长距离FRET的性质。     

核酸适配体识别-荧光法检测赭曲霉素A

建立了核酸适配体识别-荧光探针技术检测赭曲霉素A(OTA)的新方法.基于微孔板上固定的核酸适配子与目标物质OTA结合时构象发生变化,导致预先与其互补杂交的FAM标记短链DNA解离,引起荧光信号发生变化,据此可实现对OTA的定量检测.当微孔板包被亲和素浓度为25 mg/L、适配子浓度为50 nmol/L,FAM标记互补短...     

基于氧化碳球的上转换荧光传感新方法检测银离子

本文构建了以上转换纳米粒子(Upconversion Phosphors,UCPs)为供体,氧化碳球为受体的荧光共振能量转移新体系用于Ag+的检测。氧化碳球对上转换荧光供体的发射具有良好的猝灭效果,当氧化碳球的浓度达到0.038mg/mL时,猝灭效率最大,达到78%。向该体系中加入Ag+后,在浓度为1～100nmol/L范围内,UCPs的荧光恢复程度与Ag+的浓度呈线性关系。该方法测定Ag+的检出限为0.98nmol/L。本实验首次尝试构建以氧化碳球为受体的荧光共振能量转移(FRET)传感器来检测Ag+,结合了UCPs的上转换发光特性和氧化碳球优良的猝灭能力以及良好的分散性,为Ag+的检测提供了一个新的方法。     

基于核酸适配体功能化荧光氧化石墨烯的免标记“Turn-off”型Hg2+传感器研究

利用湿化学法制备出具有一定荧光性能的氧化石墨烯(GO)负载金纳米颗粒(AuNPs)复合材料(GO@AuNPs),并将巯基化单链富T核酸适配体(aptamer)结合在该复合材料的金纳米颗粒表面,形成aptamer功能化氧化石墨烯-金纳米颗粒复合物(aptamer-GO@AuNPs)。当汞离子存在时,由于7个T-Hg~(2+)-T结构的配位作用,aptamer折叠形成刚性的发夹状双链DNA结构,并使Hg~(2+)靠近石墨烯表面(少于1 nm),使得电子可沿着双链DNA通道从石墨烯转移到汞离子,从而猝灭氧化石墨烯的荧光,由此构建了一种基于石墨烯荧光猝灭的"turn-off"型荧光传感器。考察了多种因素对检测体系的影响,在最优实验条件下,此方法对Hg~(2+)的线性检测范围为0.5～80 nmol/L,检出限为0.3 nmol/L。应用于环境水体样品中Hg~(2+)的检测,加标回收率为96.0%～105%,相对标准偏差为1.4%～3.2%。该方法操作简单,有较强的抗干扰能力,灵敏度和选择性高,不需要标记,检测快速,可用于环境水体样品中Hg~(2+)的高灵敏检测。     

基于碳纳米颗粒的荧光适配体传感器用于腺苷脱氨酶的检测

设计了一段羧基荧光素(FAM)标记的适配体,该适配体能与腺苷进行高亲和力和强特异性的结合,而不与肌苷发生作用。腺苷脱氨酶可以与腺苷发生脱氨反应,生成肌苷。基于上述原理,构建了碳纳米颗粒-适配体-腺苷荧光适配体传感器用于腺苷脱氨酶的检测。当体系中没有腺苷脱氨酶时,FAM标记的适配体与腺苷紧密结合,而不能被碳纳米颗粒吸附,体系荧光较强;当体系中存在腺苷脱氨酶时,腺苷变成肌苷,肌苷不与适配体结合,此时FAM标记的适配体被碳纳米颗粒吸附,FAM荧光淬灭,体系具有较低的荧光强度。该方法简单、灵敏,线性范围为0.25～3.125 U/mL,检出限为0.18 U/mL。与其它蛋白分子相比,方法对腺苷脱氨酶的检测具有高特异性。构建的传感器简单,再生性好,可用于标准加入法检测小鼠血清中的腺苷脱氨酶。     

基于水溶性共轭聚合物分子刷的高灵敏凝血酶生物传感器

以刷子状水溶性共轭聚芴（PFNI）为传感材料,以荧光素标记的核酸适体（FAM-apt15）为探针,设计了一种检测凝血酶的高灵敏度蛋白质传感器. PFNI的刷状结构带有大量正电荷,与负电荷的柔性单链核酸探针形成静电复合物,使能量供体（PFNI）与受体（FAM）之间的距离较近,发生高效荧光共振能量转移（Föster resonance energy transfer,FRET）. 当探针与靶凝血酶结合时,形成刚性且体积较大的G-四链体/凝血酶复合物,由于体积位阻和密集的刷子的阻碍作用,PFNI与FAM之间的距离被拉大,FRET效率显著降低. 对缓冲溶液中凝血酶检测的最低检测限可达0.05 nmol/L. 与基于线型共轭聚合物的蛋白质检测方法相比,灵敏度提高了至少一个数量级.