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%.     

利用无标记的分子信标及核酸染料Hoechst 33258检测特定序列核酸

利用无标记的分子信标及核酸染料Hoechst 33258建立了一种高灵敏、高选择性的特定序列核酸检测方法,并以野生型乙型肝炎病毒的一段寡核苷酸序列为目标DNA,对这种方法进行了验证。在此体系中,分子信标的茎完全设计成C/G碱基对。在没有目标DNA时,Hoechst 33258与分子信标作用较弱,其荧光信号很弱;当有目标DNA存在时,分子信标与目标DNA杂交形成双链,Hoechst 33258与双链DNA作用后荧光信号显著增强。在优化条件下,目标DNA浓度在2×10-10~2×10-8mol/L范围内时,Hoechst 33258的荧光强度(ΔI)与目标DNA的浓度(C)之间具有良好的线性关系,回归方程为ΔI=3.3439C+18.6949(R2=0.9982),方法检出限(3σ)为9×10-11mol/L。此方法操作简单、检测速度快、灵敏度高、重现性好、检出限低。     

苝二酰亚胺衍生物/三联吡啶铂配合物超分子在G-四链体检测中的应用

合成了3种三联吡啶铂(Ⅱ)配合物(Pt1、Pt2、Pt3)和两种苝二酰亚胺衍生物(PDI1、PDI2),构建了三联吡啶铂配合物/苝二酰亚胺衍生物超分子体系。所得超分子体系可作为"turn-on"型荧光传感器用于检测c-myc G-四链体。三联吡啶铂配合物可通过电子转移作用猝灭苝二酰亚胺的荧光,利用最小二乘法求得三联吡啶铂配合物与PDIs的结合常数为5.57×104~5.28×106 L/mol。加入G-四链体后,三联吡啶铂配合物/苝二酰亚胺超分子发生解离,苝二酰亚胺衍生物的荧光得到恢复。在Pt2/PDI2体系中加入1.5μmol/L c-myc G-四链体可使其荧光增强63倍。在c-myc的浓度为25nmol/L~1.0μmol/L范围内,Pt2/PDI2超分子体系荧光增强(F/F0)与c-myc的浓度呈良好的线性关系(R2=0.995),检测限为1.37nmol/L,表明Pt2/PDI2超分子体系可用于检测c-myc序列DNA。     

基于Au@Ag核壳纳米材料的信号增强型电化学适配体传感器测定水体中Hg~(2+)

利用种子生长法合成Au@Ag核壳材料,并用透射电镜、紫外可见光谱对其进行表征,以其作为分子信标构建电化学适配体传感器,用以分析检测水体中的Hg~(2+)。通过T-Hg~(2+)-T化学结合作用,在电极表面聚集多个Au@Ag单元进行信号放大,实现对Hg~(2+)的高灵敏检测。在最优实验条件下,示差脉冲伏安法(DPV)实验结果表明,电流响应随Hg~(2+)浓度的增加而增加,并在0.5~50 nmol/L的范围内呈现良好线性相关性,该传感器对Hg~(2+)的检出限低至0.03 nmol/L。将此方法应用于检测实际水体中的Hg~(2+),其加标回收率为91.6%~110.3%。     

基于金纳米粒子的动态光散射法检测溶液中的汞离子

发展了种基于汞离子(Hg2+)适配体(Aptamer)免标记金纳米粒子的动态光散射(DLS)法,用于灵敏、选择性的检测溶液中的Hg2+。Aptamer 5’-TTTCTTCTTTCTTCCCCCCTTGTTTGTTGTTT-3’与Hg2+的特异性结合使金纳米粒子失去保护,在含有100 mmol/L NaCl的缓冲溶液中发生聚集,金纳米粒子的平均水合粒径变大。在pH=7.43,110 nmol/L Aptamer,100 mmol/L NaCl,Hg2+与Probe DNA孵育时间为30 min的实验条件下,金纳米粒子水合粒径的变化值("D)与Hg2+的浓度成正比。检出Hg2+的线性范围为0.1 nmol/L~5μmol/L,检出限达0.1 nmol/L。湖水及矿泉水两种水样加标实验表明本方法能够用于实际水样中Hg2+的检测。     

基于滚环合成的聚分子信标用于 凝血酶的靶向检测

采用滚环扩增(RCA)合成得到的DNA长链打开带适配体的分子信标, 由于RCA长链上带有多个与分子信标(MB)互补的重复序列, 其打开分子信标的能力比单一互补短链提高了上百倍. 所形成的聚多价分子信标组装体, 在分子信标浓度相同的情况下, 打开后的荧光强度也大幅上升; 并且由于组装体上多价适配体的存在, 聚分子信标对凝血酶的靶向能力显著增强. 实验结果表明, 聚分子信标结合凝血酶后, 其荧光信号与凝血酶浓度呈线性关系, 检测灵敏度达到0.2 nmol/L, 该体系的构建有利于实现对凝血酶的高灵敏、 特异性检测.     

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。     

鱼精蛋白-核酸适配体-金纳米技术快速检测牛奶中的卡那霉素

基于聚阳离子鱼精蛋白与带负电的核酸适配体以及金纳米粒子之间的静电作用,发展了一种生物纳米检测技术,用于卡那霉素的检测;优化了缓冲溶液中阳离子、鱼精蛋白以及核酸适配体浓度,结果表明在20 mmol/L Na~+、1 mmol/L Mg~(2+)、2 mg/L鱼精蛋白、100 nmol/L核酸适配体条件下,卡那霉素在5~5 000 nmol/L范围内与金纳米粒子的吸光度比值呈现良好的线性关系,相关系数(R2)为0.992 8,方法的检出限为0.53 nmol/L。在此实验条件下,检测了牛奶中卡那霉素的含量,回收率为96%~98%,相对标准偏差为1.5%~3.2%。该方法选择性高,灵敏度好,线性范围广,显示出其应用于食品中卡那霉素检测的优势。     

基于分子信标荧光纳米探针的李斯特菌DNA均相检测方法

基于分子信标(MB)识别和荧光纳米粒子探针技术,建立了均相体系中李斯特菌目标DNA的高灵敏检测新方法.首先以羊抗人免疫球蛋白(IgG)标记的异硫氰酸荧光素(FITC)为核材料,成功制备了FITC-IgG@SiO2核壳荧光纳米粒子,有效防止了传统方法中采用单一FITC制备纳米颗粒时泄露严重的问题.随后以FITC-IgG@SiO2荧光纳米粒子和纳米金分别标记单核细胞增生李斯特菌序列特异性分子信标探针5'端和3'端,成功构建了单核细胞增生李斯特菌序列特异性分子信标荧光纳米探针.在实验优化条件下,α(令α=F/F0,F代表MB和目标DNA杂交以后的荧光强度,F0代表MB完全闭合时的荧光强度)与目标DNA浓度在1～200pmol/L浓度范围内呈良好的线性关系,检出下限为0.3pmol/L,相对标准偏差为2.6%(50pmol/L,n=11).将该方法应用于食品样品中单核细胞增生李斯特菌的检测,结果与国标法一致.     

基于硫代黄素T诱导G-四联体构成的生物传感器检测铅离子

硫代黄素T(ThT)荧光分子在自由状态下荧光强度很弱, 通过在Tris-HCl缓冲液中加入Pb²⁺的适配体即富含G的DNA序列, 可与ThT荧光分子形成G-四联体结构, 使荧光信号迅速增强; 向溶液中加入Pb²⁺, Pb²⁺与其适配体有很好的结合特异性, 可生成更牢固的G-四联体结构, 使ThT分子被释放出来, 导致溶液的荧光强度降低, 基于此可检测溶液中的Pb²⁺离子. 实验中优化了缓冲溶液组成、 ThT荧光分子浓度、 Pb²⁺适配体浓度及反应时间等条件. 结果表明, 在10 mmol/L Tris-HCl(pH=8.3, 含2 mmol/L MgCl₂)缓冲溶液中, ThT荧光分子和Pb²⁺适配体的浓度分别为10 μmol/L和200 nmol/L, 反应10 min时, 随着溶液中Pb ²⁺浓度的增加, 荧光强度减弱. Pb²⁺浓度在20~1000 nmol/L范围内时, 荧光强度与Pb²⁺的浓度呈现良好的线性关系(R²=0.9941), 检出限为1 nmol/L. 实际水样测试结果表明, 该方法的回收率在98.8%~101.3%之间. 该传感器灵敏、 快速、 无需化学修饰荧光分子且成本低.     

Cu-MOF催化过氧化氢应用于多巴胺的检测

本文利用一种具有H_2O_2催化活性的Cu-MOF[Cu_3(BTC)_2(H_2O)_3,简称HKUST-1],构建了以邻苯二胺(OPD)为颜色指示分子的比色传感体系,实现了对H_2O_2和多巴胺(DA)的快速灵敏检测。HKUST-1起到催化H_2O_2氧化OPD的作用,反应体系能够呈现出显著的颜色变化。在优化条件下,415nm处的吸收峰强度与H_2O_2浓度呈双线性关系,线性范围分别为10~50 mmol/L和50~100 mmol/L,相对标准偏差分别为0.9947和0.9995,最低检出限为1.29mmol/L。由于DA能抑制H_2O_2氧化OPD,因此比色传感体系还可以用于快速检测DA,线性范围分别为0.25~5μmol/L和2.5~25μmol/L,相对标准偏差分别为0.9783和0.9705,最低检出限为0.262μmol/L。该项工作拓展了Cu-MOFs材料在生物分子催化和生物传感方面的应用。     

基于不同电化学探针检测乳腺癌基因片段电化学传感器的研究

构建了以3种不同电活性物质(铁氰化钾平衡电对、亚甲基蓝和六氨合钌)为电化学信号探针,检测乳腺癌基因片段(乳腺癌DNA)的电化学传感器。利用吸附作用将探针ss DNA固定于金纳米-多壁碳纳米管-Nafion复合纳米材料修饰金电极表面,制备了DNA电化学传感器。采用循环伏安法、电化学阻抗法和微分脉冲伏安法,对DNA电化学传感器进行表征和定量分析。实验结果表明,在5 mmol/L K3[Fe(CN)6]-5mmol/L K4[Fe(CN)6]平衡电对电化学探针检测液中,乳腺癌DNA的线性范围为0.1~500.0 nmol/L,其检出限(S/N=3)为0.03 nmol/L。以20μmol/L亚甲基蓝为电化学探针检测液时,乳腺癌DNA的线性范围为1.0~500.0 nmol/L,检出限为0.3 nmol/L。利用50μmol/L六氨合钌电化学探针检测时,乳腺癌DNA的线性范围为1.0~500.0 nmol/L,检出限为0.3 nmol/L。3种电化学探针中,利用铁氰化钾平衡电对探针检测乳腺癌DNA的检出限最低,线性范围最宽。该传感器可用于其他DNA的检测分析。     

基于分子信标末端现场标记三聚氰胺-Cu~(2+)电活性分子的高灵敏电化学传感器

本文构建了一种基于分子信标自由末端现场标记电活性信号分子的新型DNA传感器.首先将3′修饰巯基的分子信标通过Au–S键自组装到金电极表面,然后在修饰有羧基的5′自由末端通过共价偶合和配位作用依次组装上三聚氰胺(Mel)和铜离子(Cu2+),得到以Mel-Cu2+配合物为电活性信号源的分子信标.该方法简单实现了电活性分子信标的标记、分离和纯化.以[Fe(CN)6]3-/4-为电化学探针,采用循环伏安和电化学阻抗法对层层自组装过程进行了表征.杂交实验表明,Mel-Cu2+信号源所对应的峰电流强度随着杂交液浓度的增大逐渐降低,且氧化峰电流与互补序列浓度对数在1.0×10-15~1.0×10-9 mol/L范围内呈良好的线性关系.根据3σ计算得到检测限为2.4×10-16 mol/L.另外,由于分子信标特殊的茎环结构特征和Mel-Cu2+信号源稳定的无机配位组成,传感器显示了很高的特异性、再生性和稳定性.     

基于Ag+对C-C错配识别和Ru(phen)2(dppx)2+的核酸分子“光开关”特性的银离子光学传感器

以含错配碱基胞嘧啶的自互补寡聚核苷酸序列(Oligo-1,5’-TACATACTATACTATCTA-3’)作为Ag+识别序列,以核酸分子"光开关"Ru(phen)2(dppx)2+(phen=1,10-phenanthroline,dppx=7,8-dimethyldipyridophenazine)作发光探针,建立了一种简单、灵敏的Ag+定量分析方法。以150 nmol/L Oligo-1,2.0μmol/L Ru(phen)2(dppx)2+及120 mmol/L NaNO3在pH 7.5的PBS缓冲溶液中反应30 min作为最佳实验条件,Ag+在10.0~120.0 nmol/L范围内与溶液的发光强度呈良好的线性关系,相关系数(r)为0.995 7,检出限(3δ/Slope)为8.1 nmol/L。方法具有较好的选择性,用于实际样品测定,结果满意。     

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。     

普鲁士蓝增敏压电均相免疫分析法测定免疫球蛋白G

建立了普鲁士蓝增敏的均相压电免疫分析法,用于人尿液中免疫球蛋白G(IgG)的检测.本方法以蛋白质为种子,形成蛋白质-普鲁士蓝粒子,该粒子不断“滚雪球”增大,使得压电检测信号明显放大.在pH 4.0、盐浓度0.1 mol/L,5 mmol/L FeC13,2.5 mmol/L K4Fe(CN)6(K4Fe(CN)6与蛋白浓度比≥5000),FeCl3加样速度为0.5 μL/s的优化条件下,IgG的检测范围为0～625 nmol/L;检出限为2.4 nmol/L.α1-微球蛋白,β2-微球蛋白、尿微量白蛋白均无明显干扰.本方法用于临床样本的IgG测定,并与免疫比浊法进行对比,两者结果一致,表明本方法可行.     

芘基探针1-(芘-1-基)-N,N-双(吡啶-2-基甲基)乙胺的合成及在焦磷酸作用下对Zn~(2+)的高效识别

将二吡啶基乙基胺(DPA)与芘缩合还原后得到1-(芘-1-基)-N,N-双(吡啶-2-基甲基)乙胺(PYPA)可用作Zn~(2+)探针.在焦磷酸(PPi)存在下Me OH/H2O(3∶2,V/V,p H 7.20,HEPES 1.0 mmol/L)缓冲液中PYPA对Zn~(2+)显示出高度专一性,加Zn~(2+)后20 s在383 nm处荧光发射可达最大值,且检测不受各种阳离子或阴离子的干扰,其检测极限可低至30 nmol/L.活细胞成像研究表明PYPA可用于人肝细胞L-02中Zn~(2+)荧光标记.     

基于纳米金的分子印迹传感器检测果蔬中的氧化乐果和乐果

以甲基丙烯酸为功能单体,氧化乐果为印迹分子,构建了一种可用于检测果蔬中氧化乐果和乐果的分子印迹传感器。在金电极上电沉积金纳米粒子,然后将修饰电极浸入10 mL含有氧化乐果和甲基丙烯酸的聚合物溶液中进行9次循环电聚合(-0.3~0.3 V),无水甲醇/乙酸洗涤除去模板分子。循环伏安法和电化学阻抗谱表征传感器,差分脉冲伏安法用于电化学测量过程。当孵育时间为5 min,磷酸盐缓冲液为pH 7.0时,氧化乐果和乐果的线性范围分别为0.1~26 nmol/L和5~20 nmol/L,线性回归方程分别为Ip=0.6619c(mol/L)+3.1703(R²=0.9954)和I_p=0.5267c(mol/L)+6.4028(R²=0.9902),检测限分别为0.1 pmol/L和1 pmol/L。该分子印迹传感器对敌百虫、倍硫磷、马拉硫磷、高灭磷、氯丹、溴氰菊酯和呋喃丹基本没有电流响应,对分析氧化乐果和乐果具有潜在的应用价值。     

基于双酶切级联信号放大的核酸检测方法

利用茎环结构定位探针构建了一个基于双酶切反应的级联信号放大体系,并将其用于核酸的检测.在该体系中,茎环结构定位探针首先是内切酶Tth EndonucleaseⅣ的作用底物,被剪切后又作为定位探针介导切口酶Nt.Bst NBI对分子信标实施剪切,将这2步剪切反应结合起来可有效克服切口酶对于目标核酸中特定识别序列的依赖,同时进一步提高了检测灵敏度.实验结果表明,荧光信号与目标DNA浓度的对数值呈线性相关,响应范围为1 pmol/L～1 nmol/L,并且具有良好的识别单碱基变异的能力.此外,本方法序列设计简单,通用性强,仅改变定位探针的部分序列即可实现对不同目标DNA的检测.对掺杂于血清中的目标DNA的检测结果验证了本方法在实际样品检测中的应用潜力.     

高效液相色谱法测定环境水中超痕量双酚A

合成单分散双酚A(BPA)分子印迹微球并以其为高效液相色谱柱填充材料,建立了一种大体积直接进样HPLC法测定环境水中超痕量BPA的方法。方法的检出限(LOD)和测定限(LOQ)分别为0.03nmol/L和0.1nmol/L;在0.1~100nmol/L范围内具有良好的线性(r2=0.9983)。本方法用于表层湖水中BPA的检测,实际样品的加标回收率在99%~101.4%间;相对标准偏差(RSD%)低于8.1%(n=5)。