核酸适配体荧光探针在生化分析和生物成像中的研究进展

核酸适配体是指通过体外筛选技术从核酸文库中筛选出来,能够高特异性、高亲和力识别靶标物的寡核苷酸序列,具有靶标类型广泛、合成简单、相对分子质量小、化学稳定性高、易于进行生物化学修饰等优点。 核酸适配体能够通过折叠成特定的二维或三维构型与靶标物特异性结合,加上合适的信号转导机制,为重要靶标物的研究提供理想的分子识别与分子检测探针。 荧光检测技术具有高灵敏、高分辨率、易于实现多元分析等优点。 将核酸适配体的分子识别特性与荧光优异的光学检测性能相结合,在生命科学研究领域有着广泛的应用空间。 本文主要综述了核酸适配体荧光探针常见的分子设计和信号响应方式,及其在细胞成像、亚细胞成像中的应用研究,并对核酸适配体探针目前面临的一些挑战进行了讨论,最后对其未来的发展方向进行了展望。     

基于Cell-SELEX的核酸适配体在生化分析与生物成像中的应用

基于Cell-SELEX的核酸适配体是指以活细胞为靶标物,通过指数富集的配基系统进化技术(Systematic evolution of ligands by exponential enrichment,SELEX)从人工合成的DNA/RNA文库中筛选得到的单链寡核苷酸.它能够与靶标细胞高亲和性、高特异性结合,具有分子量低、合成简单、化学稳定性好、免疫原性低、易于功能化修饰等优点,已广泛应用于生命科学研究领域.本文综述了基于Cell-SELEX技术筛选的核酸适配体在肿瘤细胞检测、分析和成像方面的研究进展,并对核酸适配体研究的发展前景和趋势进行了展望.     

毛细管电泳在核酸适配体研究及核酸适配体筛选中的应用

核酸适配体是指通过指数富集配体系统进化(SELEX)技术从随机寡核苷酸文库中筛选得到的高亲和性与特异性的寡核苷酸序列配体。毛细管电泳是高效、快速、低成本的微量分离分析技术。应用毛细管电泳高效、快速筛选核酸适配体是近几年出现的新方法。本文介绍了核酸适配体筛选过程中的主要分离方法如亲和色谱、醋酸纤维素膜、凝胶电泳和磁性分离等方法,并对近年来毛细管电泳在核酸适配体中的亲和作用研究以及用于核酸适配体筛选(CE-SELEX)的主要方法(ECEEM,NECEEM,Non-SELEX和三者比较)和研究进展进行了综述。     

适配体在癌症诊断与靶向治疗中的研究进展

核酸适配体是利用体外筛选技术,即指数富集的配体系统进化技术(SELEX),从核酸分子文库中得到的寡核苷酸片段。其与靶标物有很高的特异性和亲和力,将适配体作为识别单元的生物传感研究以及适配体偶联成像试剂的生物体内外成像研究在临床诊断中有很大的应用前景,此外,适配体靶向癌细胞或组织的治疗方法相比传统化学治疗副作用更小,在临床上也有极大的应用前景。本文综述了适配体目前在癌症诊断和靶向治疗两个方面的研究进展,并分析现阶段存在的问题以及面临的挑战。     

核酸适配体在微流控芯片中筛选及病毒性疾病中应用

核酸适配体是短的、单链DNA或RNA序列。相较于抗体成本高、不稳定、免疫原性、难修饰的问题,核酸适配体作为新一代亲和试剂,有着免疫原性低、易修饰、靶标范围广等优势。通过指数富集配体系统进化技术(Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment,SELEX)可获得与靶标分子特异性结合的核酸适配体,而如何提高核酸适配体筛选效率是核酸适配体广泛应用的一个瓶颈问题。目前,提高核酸适配体筛选效率的方法种类较多,而微流控SELEX的发展,加速了核酸适配体的发现。核酸适配体作为各种靶标的识别分子,具有诊断和治疗特定疾病的潜力。鉴于此,本文重点介绍核酸适配体在微流控芯片领域进行筛选的研究进展,以及阐述其在病毒性疾病中的应用以及展望。     

小分子靶标的核酸适配体筛选的研究进展

核酸适配体(aptamer)是通过指数富集配体系统进化(SELEX)技术筛选得到的核糖核酸(RNA)或单链脱氧核糖核酸(ssDNA)。核酸适配体通过高亲和力特异性地识别小分子、蛋白质、细胞、微生物等多种靶标,在生物、医药、食品和环境检测等领域的应用日渐增多。但目前实际可用的核酸适配体有限,其筛选过程复杂,筛选难度大,制约了其应用。与生物大分子、细胞和微生物等靶标不同,小分子靶标与核酸分子的结合位点少、亲和力弱,且靶标通常需要固定在载体上。此外,小分子靶标结合核酸形成的复合物与核酸自身的大小、质量、电荷性质等方面差异较小,二者的分离难度大。故小分子靶标的核酸适配体筛选过程与大分子和细胞等复合靶标相比有明显差异,筛选难度更大。因此需要根据其自身结构特点和核酸适配体的应用目的选定靶标或核酸库的固定方法,优化靶标核酸复合物的分离方法。本文介绍了不同类型小分子(具有基团差异的单分子、含相同基团分子和手性分子等)靶标的选择及其核酸适配体的筛选方法,并对核酸库的设计、与靶标结合的核酸的分离方法和亲和作用表征方法进行了介绍,列出了自2008年以来报道的40余种小分子靶标的核酸适配体序列和复合物的平衡解离常数(K_d)。     

基于核酸适配体的生物标志物检测方法研究进展

核酸适配体是指能与特定靶分子结合的寡核苷酸链。因其具有易修饰、易合成和低免疫原性等特点,作为生物传感器的靶向元件,已广泛应用于各种生物标志物检测技术中。本文综述了近年来基于核酸适配体的生物标志物的检测技术在癌症、心血管疾病、阿尔兹海默症、抑郁症等多个疾病领域的诊断研究进展,列举核酸适配体新兴技术的创新应用,以期为生物标志物的检测提供新思路,也有望为相关疾病的早期诊断和治疗提供参考。     

细菌的核酸适配体筛选的研究进展

核酸适配体(aptamer)是通过指数富集配体系统进化技术(SELEX)筛选的能够以高亲和力和高特异性识别靶标分子或细胞的核糖核酸(RNA)和单链脱氧核糖核酸(ssDNA)。作为化学抗体,核酸适配体的制备和合成比抗体的成本更低。核酸适配体的靶标范围极其广泛,包括小分子、生物大分子、细菌和细胞等。针对细菌靶标筛选的适配体,目前主要应用于食品、医药和环境中的细菌检测。细菌的核酸适配体筛选可以通过离心法将菌体-适配体复合物与游离的适配体分离,并通过荧光成像、荧光光谱分析、流式细胞仪分选、DNA捕获元件、酶联适配体分析等方法表征适配体与靶标的相互作用。筛选出的适配体可结合生物、化学检测方法用于细菌检测。本文介绍了细菌适配体的筛选和表征方法以及基于适配体的检测方法的最新进展,分析了不同检测方法的利弊,并列出了2011~2015年筛选的细菌的核酸适配体。     

基于适体和生物条形码放大技术多组分电化学生物传感器的研究

适体(Aptamer)也称为核酸适体、适配体、适配子等,是一段由25～80个碱基组成的单链寡核苷酸片段,可以是DNA也可以是RNA~([1,2]).它是通过指数富集配体系统进化(SELEX)技术从人工构建的随机单链寡核苷酸文库里筛选出来,可以结合蛋白质、氨基酸、药物或无机离子等目标分子.适体作为传感器的分子识别物质与其它分子识别物质相比,具有高特异性、高亲和力、目标分子范围广、稳定性好等优点,广泛用于生物传感器的研究~([3]).     

一种新的分子识别元件:核酸适配子

核酸适配子是一类对靶分子有特异性识别与结合能力的单链寡核苷酸,可通过SELEX技术获得。和抗体相比,核酸适配子具有相对分子质量小、免疫原性低、体外容易修饰、合成简单、配体多样等优点,因此被广泛用于分析化学、医学、药学等领域。介绍了核酸适配子在生物传感器、靶向成像以及靶向给药方面的应用,拓展了分子识别章节的教学内容。     

适配体在靶向特异性检测中的最新应用进展

适配体是体外采用SELEX技术筛选得到的一段寡核苷酸序列(DNA或RNA),能折叠成一定的空间结构结合靶物质,实现特异性吸附。其功能类似抗体,但具有抗体无法比拟的优势,如靶物质范围广、特异性强、亲和力高、可体外筛选、易于标记和修饰、稳定性好、没有毒性、易制备等。近年来,适配体已在分析检测、生物化学、食品安全、临床医疗等领域得到广泛应用。本文综述了适配体在金属离子、抗生素、农药残留、真菌毒素、蛋白质、微生物、细胞等成分靶向特异性快速检测方面的应用进展,并分析其存在的局限性和问题,展望其应用前景和发展趋势,以期为适配体应用的拓展和相关研究提供依据和支持。     

核酸适体在癌症诊疗中的研究进展

核酸适体是通过体外筛选技术得到的可特异性结合靶标分子的单链寡核苷酸分子探针, 其表现出与抗体相当或更优异的特异性和亲和力, 且具有靶标范围广、 免疫原性低、 易于精准制备和修饰及设计灵活可控等优势. 为癌症的早期筛查、 诊断及靶向治疗提供了全新的分子工具, 在癌症诊疗领域获得了广泛的关注与应用. 本文聚焦核酸适体在癌症诊断及治疗中的应用, 对近年来取得的研究进展进行了系统性总结, 并对未来发展方向及前景进行了展望.     

Aptamers as analytical reagents

Many important analytical methods are based on molecular recognition. Aptamers are oligonucleotides that exhibit molecular recognition; they are capable of specifically binding a target molecule, and have exhibited affinity for several classes of molecules. The use of aptamers as tools in analytical chemistry is on the rise due to the development of the "systematic evolution of ligands by exponential enrichment" (SELEX) procedure. This technique allows high-affinity aptamers to be isolated and amplified when starting from a large pool of oligonucleotide sequences. These molecules have been used in flow cytometry, biosensors, affinity probe electrophoresis, capillary electrochromatography, and affinity chromatography. In this paper, we will discuss applications of aptamers which have led to the development of aptamers as chromatographic stationary phases and applications of these stationary phases; and look towards future work which may benefit from the use of aptamers as stationary phases.     

Applications of aptamers for chemistry analysis,medicine and food security

Since aptamer and its in vitro selection process called SELEX were independently described by Ellington and Gold in 1990, extensive research has been undertaken and numerous isolated aptamers for various targets have been applied. Aptamers can bind to a wide range of targets that include small organic molecules, inorganic compounds, haptens and even whole cells with high binding affinity and specificity. Aptamers for a wide range of targets have been selected currently. In addition, aptamers are thermo stable and can also be regenerated easily within a few minutes denaturation, which makes them easy to store or handle. These advantages make aptamers extremely suitable for applications based on molecular recognition as analytical, diagnostic and therapeutic tools. In this review, the recent applications of aptamers for chemistry analysis, medicine and food security, along with the future trend will be discussed.     

功能化核酸适体的筛选及分子识别应用

核酸适体是从寡核苷酸文库中筛选获得的一段单链寡核苷酸. 由于能与多种靶标分子高特异性结合, 核酸适体已发展成为一种新兴的分子识别工具, 广泛应用于生物医学等领域. 天然核酸文库有限的化学组成限制了核酸适体的结构和功能, 进而限制了其在分子识别中的应用. 功能化核酸适体通过引入特定的化学官能团使核酸序列具有更丰富的构象和功能, 增强其分子识别能力. 然而, 功能化核酸很难与核酸扩增方法兼容, 因而难以使用传统筛选方法进行功能化核酸的筛选. 因此, 优化筛选方法对于获得具有优异性能的功能化核酸适体至关重要. 本综述总结了功能化核酸适体的筛选方法, 并介绍了其作为分子识别工具在生物医学领域中的应用.     

Electrochemical Aptasensors for Biological and Chemical Analyte Detection

Aptamers are short length, single-stranded DNA or RNA affinity molecules which interact with any desired targets such as biomarkers, cells, biological molecules, drugs or chemicals with high sensitivity. They have been extensively employed for medical applications due to having more advantages than the antibodies such as easier preparation and modification, higher stability, lower batch-to-batch variability and cost. Moreover, aptamers can be easily integrated efficiently with sensors, biosensors, actuators and other devices. In this review article, different applications of aptamers for biological and chemical molecules detection within the scope of electrochemical methods were presented with recent studies. In addition, the present status and future perspectives for highly-effective aptasensors for specific and selective analyte detection were discussed. As in stated throughout the review, combining of extraordinary properties of aptamers with the electrochemical-based biosensors could have improved the sensitivity of the assay and reduced limit of detection.