纳米金放大计时库仑法的PML/RARα融合基因检测

应用恒电位在金基底表面电化学沉积纳米金,通过Au—S键将巯基修饰DNA探针固定在纳米金表面,与互补靶序列杂交,构建计时库仑电化学DNA传感器,并检测急性早幼粒细胞白血病(APL)PML/RARα融合基因.采用扫描电子显微术(SEM)与电化学交流阻抗技术(EIS)观察纳米金和表征DNA传感器的构筑过程.以氯化六氨合钌([Ru(NH3)6]Cl3,RuHex)作电化学杂交指示剂,由计时库仑法检测人工合成APL的PML/RARα融合基因.结果表明,纳米金能放大RuHex检测信号,杂交前后电量差值(ΔQ)与靶标链DNA浓度的对数(lgC)值在1.0×10-13～1.0×10-9mol.L-1范围内呈线性关系,检出下限3.7×10-14mol.L-1(S/N=3).该法操作简便、特异性好,有望用于实际样品的检测.     

基于磁性辅助的杂交链反应放大检测三磷酸腺苷

本文提出了一种基于磁性辅助的杂交链反应放大检测三磷酸腺苷(ATP)的传感策略。磁性纳米粒子表面易于修饰,而且操作方便,具有很好的分离效果,能够提高生物传感的选择性。首先,利用生物素与链霉亲和素之间的亲和力作用,将生物素标记的ATP核酸适配体连接到链霉亲和素修饰的磁性纳米粒子表面,加入与ATP核酸适配体互补的一段DNA进行杂交,通过磁性分离除去未杂交上的DNA,加入靶向ATP,ATP与其适配体特异性结合将适配体的互补链通过磁性分离出来,磁性分离出的信号DNA继续用于下一步的杂交链反应,将信号放大,最后利用氧化石墨烯(GO)对荧光的猝灭效应降低背景荧光,达到高灵敏度、高选择性检测靶向ATP。其中,ATP的最低检测浓度为0.1nmol/L。     

基于二硫化钼/纳米金和硫堇/纳米金信号放大的雌二醇电化学适配体传感器

构建了一种新型的基于二硫化钼/纳米金和硫堇/纳米金信号放大的检测17β-雌二醇的电化学适配体传感器. 利用巯基自组装技术将17β-雌二醇的适配体探针DNA固定在二硫化钼/纳米金修饰玻碳电极表面, 与末端带巯基的部分互补DNA链杂交, 将硫堇/纳米金电化学指示剂自组装在杂交后的双链DNA上, 制备了17β-雌二醇电化学适配体传感器. 二硫化钼/纳米金复合材料增加了电极的有效表面积和DNA探针的固定量. 纳米金作为信号物质载体负载硫堇, 实现了电化学指示剂的信号放大. 加入目标物17β-雌二醇后, 目标物与适配体DNA特异性结合, 导致互补DNA链脱落, 双链上结合的硫堇/纳米金电化学指示剂数量减少, 电化学信号降低. 实验结果表明, 在1.0×10 ^-14~5.0×10 ^-12 mol/L范围内17β-雌二醇浓度与峰电流的线性关系良好, 检出限为4.2×10 ^-15 mol/L(S/N=3). 该传感器可望用于其它环境激素类物质的检测.     

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.     

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.     

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...     

基于靶序列循环及DNA长距自组装的电化学传感器用于乳腺癌相关序列c-erbB2的检测

基于"核酸外切酶(ExoⅢ)辅助靶序列循环"和"DNA长距自组装"两种信号放大技术研制了一种DNA电化学生物传感器,并将其用于乳腺癌相关靶序列的高灵敏、高特异性检测。通过将发卡型探针固定在金电极表面,当靶序列存在时,在ExoⅢ的辅助下,发生杂交、酶降解、再杂交的第一重信号放大过程。接着在电极表面加入两条辅助探针,即可发生级联式杂交,形成长距超级"三明治"DNA结构。该结构可吸附大量的电活性分子六氨合钌配合物(RuHex),产生很强的电化学信号,从而实现信号的第二重放大。实验结果表明,在最佳条件下,该传感器的线性范围为10 amol/L~10 pmol/L,检出限达到8 amol/L,而且能较好地识别完全互补和错配序列,有望用于临床实际样本中超低含量靶序列的检测。     

非标记型p53抑癌基因电化学DNA生物传感器的研究

基于发夹型核酸探针的高特异性识别能力以及电活性物质与DNA磷酸骨架间的静电作用,以发夹型核酸作为分子识别探针,电活性物质六氨合钌(RuHex)作为杂交指示剂,构建了一种非标记型检测p53抑癌基因的电化学DNA生物传感器.实验结果表明,在10 μmol/L RuHex溶液中,该传感器对目标DNA具有灵敏的电化学响应,电化...     

基于ZrO2/AuNPs膜修饰电极的适配体传感器用于凝血酶的检测研究

提出了一种简单、无标记、可再生的电化学方法研究适配体和凝血酶之间的相互作用，采用亚甲基蓝(MB)做电化学指示剂，氧化锆(ZrO₂)-金纳米粒子(AuNPs)涂层修饰玻碳电极(GCE)。利用金-硫键及杂交化学反应，捕获探针和适配体依次修饰到电极表面，亚甲基蓝插入到DNA上，形成适配体传感器。电极表面的DNA双链在凝血酶的存在下发生解旋，MB在DNA上的吸附量随之减少，峰电流也显著降低，达到检测凝血酶的目的。实验显示，凝血酶在20 pmol/L～150 nmol/L的浓度范围内，峰电流的减小量随凝血酶浓度的升高而增大，检出限为20.6 fmol/L。该方法简单、灵敏、选择性好，并成功用于实际样品检测。     

A sensitive, label free electrochemical aptasensor for ATP detection

A sensitive, label free electrochemical aptasensor for small molecular detection has been developed in this work based on gold nanoparticles (AuNPs) amplification. This aptasensor was fabricated as a tertiary hybrid DNA-AuNPs system, which involved the anchored DNA (ADNA) immobilized on gold electrode, reporter DNA (RDNA) tethered with AuNPs and target-responsive DNA (TRDNA) linking ADNA and RDNA. Electrochemical signal is derived from chronocoulometric interrogation of [Ru(NH₃)₆]³⁺ (RuHex) that quantitatively binds to surface-confined DNA via electrostatic interaction. Using adenosine triphosphate (ATP) as a model analyte and ATP-binding aptamer as a model molecular reorganization element, the introduction of ATP triggers the structure switching of the TRDNA to form aptamer-ATP complex, which results in the dissociation of the RDNA capped AuNPs (RDNA-AuNPs) and release of abundant RuHex molecules trapped by RDNA-AuNPs. The incorporation of AuNPs in this strategy significantly enhances the sensitivity because of the amplification of electrochemical signal by the RDNA-AuNPs/RuHex system. Under optimized conditions, a wide linear dynamic range of 4 orders of magnitude (1 nM-10 μM) was reached with the minimum detectable concentration at sub-nanomolar level (0.2 nM). Those results demonstrate that our nanoparticles-based amplification strategy is feasible for ATP assay and presents a potential universal method for other small molecular aptasensors.     

基于多边形金纳米颗粒的非标记型可卡因适体传感器的研制

实验合成了多边形金纳米颗粒,通过壳聚糖(CHIT)将合成的多边形金纳米颗粒固定在玻碳电极表面,然后通过自组装技术将带巯基的捕获DNA探针固定在修饰有多边形金纳米颗粒的电极表面,利用杂交反应使可卡因适体与DNA捕获探针结合,制成非标记型可卡因适体传感器。以六氨合钌作为电化学指示剂,通过测量传感器与目标物可卡因结合前后电流变化情况对可卡因进行测定。考察了缓冲溶液的pH、可卡因培育时间、扫描速度等对测定的影响。结果表明,在pH为7.40时该传感器的检测范围为1.0×10-10～1.0×10-3 mol/L,检测限为3.0×10-11 mol/L。该传感器制作简单,响应好,抗干扰能力强。     

基于金纳米颗粒信号放大效应电化学检测DNA聚合酶

基于金纳米颗粒(AuNPs)比表面积大、 尺寸小和能够承载大量DNA片段的特点, 建立了一种免标记、 简便、 快速检测DNA聚合酶Klenow fragment exo-(KF^-)的电化学方法. 首先将巯基化的DNA引物片段修饰在金电极上, 然后加入模板DNA链以及修饰有报告DNA链的金纳米颗粒(AuNPs-DNA), 模板DNA链能同时与DNA引物片段和修饰在AuNPs上的报告DNA链进行互补杂交形成"三明治"结构, 从而将AuNPs-DNA修饰在电极表面; 当加入电活性物质钌铵(RuHex)后, RuHex可通过静电吸附作用结合在DNA上. AuNPs上修饰的报告DNA链能够吸附大量RuHex, 导致电化学信号放大. 当加入脱氧核糖核苷三磷酸(dNTPs)以及KF^-聚合酶后, 引物片段发生延伸反应, 将与模板DNA链杂交的AuNPs-DNA竞争下来, 带走大量的RuHex, 使电信号降低, 从而实现对聚合酶的检测. 实验结果表明, 利用该方法可以检测到5 U/mL的KF^-.     

基于DNA双链取代策略免标记检测铅离子的研究

建立了一种基于DNA双链取代策略和SYBR GreenⅠ(SG)作为荧光染料插入剂进行免标记铅离子检测的荧光传感方法。SG作为一种染料分子,与单链DNA作用产生的荧光强度很弱,但可以插入双链DNA,使SG荧光强度明显增强。检测时铅离子适配体首先与其部分互补单链DNA杂交形成稳定的双链DNA结构,当溶液中存在铅离子时,铅离子与其适配体特异性结合,双链DNA的数量减少,加入SG可实现铅离子的免标记定量检测。此方法具有灵敏度高、特异性强、简便快速等优点。最低检测浓度为2 nmol/L,检出限(S/N=3)为1.6 nmol/L,实际样品检测结果良好。     

Label free,highly sensitive and selective recognition of small molecule using gold surface confined aptamers

A highly sensitive and selective small molecule detection platform has been developed using aptamers immobilized on electrode surface. In our system, two aptamers were used – one of which is for ATP recognition and the other is for signal produce. We designed two probes L1 (containing ATP aptamer and a part of hemin aptamer) and L2 (containing the complementary strand of ATP aptamer and the rest of hemin aptamer) and immobilized L1 on electrode surface. L2 was used to hybridize to L1 and form L1–L2 duplex which brought the two parts of hemin aptamer into close proximity. Then hemin can be captured by this duplex and detected by electrochemical methods. When we introduced ATP into the system, the ATP binding destroyed the duplex and L2 diffused into the solution. As a result, hemin cannot be captured to bring electrochemical signal.     

多指示剂标记适体探针卡那霉素传感器的电化学行为与分析性能

以三分子亚甲基蓝(MB)标记适体探针为分子识别元件,构建了一种卡那霉素生物传感器。该传感器采用目标物诱导探针构型变化的信号转导机制。以Au-S化学法将适体探针自组装于金电极表面形成稳定的单分子层传感界面,利用交流伏安法和循环伏安法考察了传感过程的基础电化学行为和传感器分析性能。在优化条件下,相比于单分子MB标记,该传感器的界面电活性和电流输出效率获得了明显提升。在PBS中用于目标物卡那霉素检测,检出限为3.3 nmol/L,电流响应平衡时间为15 s,同时具有高选择性、强抗污检测能力和好的平行构建稳定性。该方法检测过程免样品前处理,无需添加辅助试剂。     

基于核酸适体检测ATP的酶联分析新方法

基于核酸适体对靶标的特异性识别和辣根过氧化物酶(HRP)的高效催化反应, 发展了一种用于检测三磷酸腺苷(ATP)的酶联核酸适体分析新方法. 核酸适体和靶标的特异性结合导致与核酸适体杂交的短链DNA解链, 解离的DNA通过杂交被固定在另一酶标板的DNA捕获. 解离的DNA预先标记了异硫氰酸荧光素(FITC)基团, FITC特异性结合HRP标记的FITC抗体, HRP作为信号传导元素催化四甲基二苯胺(TMB)底物显色, 通过颜色变化及450 nm波长处吸光度的变化检测ATP. 该方法对ATP具有良好的选择性, 检测不受其它物质如GTP, UTP和CTP的干扰, 且检测能在较复杂的试样(体积分数10%和50%的血清)中进行. 实验结果表明, 在ATP浓度为50~400 nmol/L范围内, 具有良好的线性关系, 检出限为26 nmol/L.     

基于微悬臂梁生物传感器检测三磷酸腺苷

基于适配子构建了无标记检测三磷酸腺苷(ATP)的微悬臂梁生物传感器。 将ATP适配子修饰在微悬臂梁阵列中的传感悬臂镀金面上,用来识别ATP,而参比悬臂修饰巯基己醇(MCH)防止非特异性吸附。 ATP与其适配子发生特异性相互作用,使悬臂的上下两个表面产生应力差,导致传感悬臂产生偏转,扣除参比悬臂偏转后其偏转值与ATP的浓度在0.5~5 mmol/L范围内有良好的线性关系,相关系数为0.998,最低检出限为0.06 mmol/L。 该微悬臂梁生物传感器响应快速、操作简单,并且对ATP具有良好的特异性。