基于电化学技术的microRNA生物传感器

MicroRNA(miRNA)是一种内源性的非编码单链RNA,通过与mRNA的3'端非翻译区(UTR)的不完全互补或完全互补结合抑制靶mRNA的翻译或促使靶mRNA的降解来调控基因的表达,参与细胞的增殖、凋亡、分化和代谢等重要过程。MiRNA表达的变化可以起到癌基因和抑癌基因的作用,是一种潜在的肿瘤标志物,因此,miRNA的检测技术引起了人们的关注。由于电化学检测方法具有灵敏、快速、低成本和低能耗等特点,研究者广泛开展了应用电化学技术来发展miRNA检测的研究。本文将对基于电化学技术的miRNA检测方法进行综述。     

ATP触发快速响应的线性DNA凝胶

设计了2条分别带有腺苷三磷酸(ATP)适配体序列和黏性末端的单链DNA,二者首先通过互补杂交形成一个双链DNA单体,再由此单体自组装形成长线性DNA多聚体并进一步通过物理交联形成DNA水凝胶.通过流变学测试表征了水凝胶的形成,并通过应力扫描观察了从凝胶状态到溶液状态的转变.使用亚甲基蓝(MB)分子作为标记,通过紫外吸收光谱表征了该DNA水凝胶对ATP的响应动态.在加入ATP的15 min以内,DNA水凝胶在664 nm处的吸光值迅速上升并达到平台,表明该DNA水凝胶可以快速响应ATP.该DNA水凝胶在664 nm处的吸光值与ATP的浓度具有很好的线性相关性.DNA水凝胶中分别加入ATP、胸苷三磷酸(TTP)、胞苷三磷酸(CTP)、鸟苷三磷酸(GTP)4种类似物,通过紫外吸收光谱的测试表明了只有加入ATP的DNA水凝胶发生了解聚,MB被释放出来,说明该DNA水凝胶具有较好的稳定性以及对ATP响应的特异性.     

表面引发的DNA杂交链式反应的石英晶体微天平研究

通过石英晶体振荡技术研究了杂交链式反应这种核酸扩增的方法. 石英晶体微天平可以表征在晶体和溶液的界面上的DNA层, 并获得粘性穿透深度这一重要参数. 根据石英晶体表面吸附质量和振荡频率之间的关系, 我们测量了表面引发的杂交链式反应的动力学过程, 并获得界面上的粘度、剪切模量等参数. 这一工作为研究固液界面上核酸反应过程, 特别是杂交链式反应的机制提供了新的途径.     

集成DNA分子机器的微针贴片用于细胞外三磷酸腺苷原位监测

细胞外三磷酸腺苷(ATP)作为信号分子参与一系列生理过程,其代谢异常与很多疾病(如炎症和感染性疾病等)的发生密切相关.发展胞外ATP的原位检测方法对于阐明相关疾病的发病机理及临床诊断具有重要意义.本研究制备了集成DNA分子机器的微针贴片.此微针贴片具有快速溶胀特性,在水溶液中可实现对ATP原位采样;集成的DNA分子机器...     

基于三维DNA纳米结构的电化学SNP检测

单碱基多态性（single nucleotide polymorphisms,SNP）一直以来被认为可以作为疾病诊断的有效标记,所以这方面的研究一直备受关注.现有的检测方法多在均相体系中进行.相比较而言,在界面上如果能方便快捷地区分SNP,此方法在医疗检测方面的应用性就可以大为加强.我们成功地利用DNA自组装技术在金电极表面组装了四面体结构的DNA纳米结构探针（tetrahedron structure probes,TSPs）,有效地控制界面上DNA组装的密度,使得基于四面体结构的DNA探针的杂交行为更接近于溶液相体系,进而实现了在原有界面上受限于异相反应而无法较好完成的SNP分型检测.在TSP和作为信号分子的reporter DNA之间只有6个互补配对碱基的条件下,就可以得到大于10倍的信噪比.相对地,在传统的单链DNA组装上6个碱基的作用力不足以实现良好的信噪比.同时,基于TSP的金电极组装模式由于较厚的四面体组装层所得到的有效空间,更利于DNA杂交反应以及复杂结构的形成.我们使用了Y-支状的DNA杂交策略分别在TSP和单链上做了对比,发现TSP能非常好地区分SNP,而传统单链上在Y-支状DNA杂交策略的条件下区分度就非常有限.这两点都充分地体现了TSP更接近于溶液相体系的优越性,这种三维DNA探针的优越性为我们研究和应用DNA纳米技术在界面反应提供了新的可能.