基于杂交链式反应信号放大和磁分离技术荧光检测端粒酶活性

端粒酶是由RNA和蛋白质组成的一种核糖核蛋白酶, 它一般在癌细胞中被激活. 它与端粒DNA的不断复制以及癌细胞的不断增殖密切相关. 所以检测端粒酶的活性对癌症的早期诊断以及以端粒酶为靶标分子的抗癌药物的开发具有重要意义. 利用杂交链式反应(HCR)无酶放大检测信号, 建立了一种简单、快速的端粒酶活性检测方法. 端粒酶延伸产物是一条末端具有(ggttag)_n重复序列的DNA. 在实验过程中, 通过链霉亲合素与生物素的特异性作用将端粒酶延伸产物连接在磁性微球上. 设计一条端粒酶延伸产物特异性的DNA探针I作为杂交链式反应的引发探针. DNA探针I的3'-端与端粒酶延伸产物的重复序列匹配, 通过杂交, DNA探针I被固定在磁球上; DNA探针I的5'-端引发DNA探针II和探针III发生杂交链式反应. DNA探针II和探针III上都标记有荧光基团, 可以利用荧光直接进行信号检测. 在反应过程中, 通过磁分离去除多余未反应的三种DNA探针. 在优化条件下, 可以检测到1.0×10⁵个Hela细胞中的端粒酶活性. 该方法简单、快速、检测成本低, 分析全程无酶参与, 在肿瘤或癌症的临床诊断以及以端粒酶为靶标分子的抗癌药物的筛选上具有广阔的应用前景.     

基于杂交链式反应辅助多重信号放大的端粒酶灵敏检测

端粒酶是真核细胞维持端粒长度的关键逆转录酶,其生物活性的高低可以为多种癌症的临床诊断和预后治疗提供有价值的信息.本研究以人宫颈癌细胞(HeLa细胞)裂解液中的端粒酶为研究对象,通过借助杂交链式反应辅助多重信号放大策略,提出了一种新颖、灵敏的检测端粒酶电化学方法.首先将端粒酶的延伸引物自组装在金电极表面,当端粒酶存在时,端粒酶能够催化引物的延伸,产生与发卡环探针H1部分互补的序列,进而引发杂交链式反应,形成由两个发卡环探针(H1和H2)交替杂交而形成的DNA长链.由于H1和H2末端均修饰有生物素,加入链霉亲和素修饰辣根过氧化物酶后,辣根过氧化物酶被被连接到电极表面,催化邻苯二胺氧化生成2,3-二氨基吩嗪,产生显著的电化学信号.实验结果表明,本研究建立的端粒酶电化学检测方法高效、可行,线性范围宽,灵敏度高,可以检测每毫升10个HeLa细胞裂解液中的端粒酶.本方法具有较好的选择性,能有效区分端粒酶和对照蛋白.     

阳离子荧光共轭聚合物结合纳米颗粒用于DNA检测

利用纳米颗粒对目标DNA的富集、分离作用以及阳离子荧光共轭聚合物良好的荧光特性,建立了一种特异性检测DNA的新方法.首先将标记有猝灭基团的DNA捕获探针修饰到纳米颗粒上,捕获互补的DNA分子;然后加入S1核酸酶,除去未捕获到互补DNA的捕获探针;最后用Dnase Ⅰ将颗粒上的双链切断,使猝灭基团从纳米颗粒上解离下来,与阳离子荧光共轭聚合物结合并猝灭其荧光.结果表明,目标核酸的浓度与该聚合物的荧光猝灭程度正相关,且具有良好的特异性,线性响应范围为5.0～40 nmol/L; 检出限为3.7 nmol/L(S/N=3).     

基于阳离子荧光共轭聚合物和核酸适体探针的蛋白质检测新方法

以核酸适体为识别分子, 阳离子荧光共轭聚合物为报告分子, 建立了一种蛋白质检测新方法. 修饰有荧光熄灭基团的核酸适体探针通过静电作用与阳离子荧光共轭聚合物结合, 导致后者荧光熄灭. 当加入靶蛋白后, 核酸适体探针与其特异性结合, 荧光熄灭基团与阳离子荧光共轭聚合物远离, 聚合物荧光信号得以恢复. 实验结果表明, 荧光恢复程度与靶蛋白的浓度正相关. 采用该方法检测凝血酶的线性范围为17～40 nmol/L.     

基于水溶性共轭聚合物的蛋白质检测*

近年来,以共轭聚合物作为生物传感元件,在生物大分子（如核酸、蛋白质）特异性识别、检测方面的研究越来越受到人们的关注。共轭聚合物具有强的光捕获能力,具有倍增光学响应性,可用来放大荧光传感信号,大大提高检测的灵敏度,为生物传感器的发展提供了新的传感模式。基于共轭聚合物的新型生物传感器在医疗诊断、环境检测以及国家安全防御等方面具有广泛的应用前景。本文简要介绍了共轭聚合物的荧光信号放大机制以及在蛋白质、酶、抗原－抗体检测方面的应用。最后对共轭聚合物在蛋白质检测方面的未来发展趋势进行了展望。     

共轭聚合物荧光传感器的研究进展

共轭聚合物具有共轭分子导线结构,局部微扰在整个聚合物分子链甚至整个聚合物体系内即能得到放大利用,这一性质决定了其具有检测超低含量待测物的能力,且表现出强于小分子荧光传感器的灵敏度.本文概述了荧光共轭聚合物的传感机理,并举例介绍了近年报道的以共轭聚合物为基础的荧光传感器在检测离子及有机小分子方面的应用.     

基于阳离子型共轭聚合物和核酸适体的腺苷检测新方法

建立了一种基于阳离子型共轭聚合物和核酸适体的腺苷检测新方法. 荧光素修饰的短链DNA与腺苷的核酸适体部分互补, 形成双链DNA; 阳离子型共轭聚合物通过静电作用与双链DNA结合, 发生高效率的荧光共振能量转移(FRET). 加入腺苷后, 腺苷与核酸适体发生特异性结合, 导致双链DNA分解成单链, 使静电吸引力下降, 能量转移效率降低. 通过阳离子型共轭聚合物对单双链DNA的高效识别, 可快速简易地检测出腺苷.     

基于聚多巴胺纳米粒子的荧光共振能量转移法检测microRNA

基于聚多巴胺纳米粒子(PDA NPs)对Cy5标记单链DNA(Cy5-ssDNA)探针的荧光猝灭效应以及脱氧核糖核酸酶Ⅰ(DNaseⅠ)选择性切割DNA/RNA杂合结构中单链DNA的特性,建立了一种用于微小核糖核酸(miRNA)检测的新型恒温信号放大方法.在优化的实验条件下,体系的相对荧光强度(FR)与miR-21浓度的对数值成正比;对miR-21检测的线性范围为10 pmol/L~100 nmol/L,检出限达7 pmol/L.血清加标实验结果表明,该方法可用于生理环境下miR-21的检测.     

基于钙黄绿素－臧红T荧光共振能量转移检测六偏磷酸钠

在pH8．5的Tris－HCl缓冲溶液中,钙黄绿素作为能量供体（D）可以与藏红T受体（A）发生有效的荧光共振能量转移（FRET）,但加入六偏磷酸钠（SHMP）后,因其与受体发生静电作用破坏了该能量转移体系,使得荧光供体钙黄绿素荧光强度的增加（△FD）与受体藏红T荧光强度的降低（△FA）的比值（△FD／△R）-9SHMP浓度（csHMP）呈良好的线性关系．基于此,建立了一种检测六偏磷酸盐的新方法．在优化条件下,该方法的检测范围为3．0×10^-6-1．0×10^-5mol／L,对6．0×10拍mol／L的六偏磷酸盐连续平行测定11次,其相对标准偏差（RSD）为3．1％．该方法具有选择性好、操作简单和检测速度快等优点,已成功应用于饮料中六偏磷酸钠的分析检测．     

基于水溶性共轭聚合物分子刷的肿瘤标志物快速检测

以水溶性聚对苯撑乙炔分子刷(PPEB)为传感材料,荧光素标记的多肽为识别探针,设计了一种可实现肿瘤标志物快速、灵敏检测的蛋白质传感器。PPEB的刷状结构带有大量正电荷,与带负电荷的多肽形成静电复合物,使能量供体(PPEB)与受体(荧光素)之间的距离较近,发生高效荧光共振能量转移(FRET)。当多肽探针被前列腺特异性抗原(PSA)识别并切割为更小的寡肽片段时,由于肽段所带电荷量和等电点的变化,其与PPEB之间的静电作用减弱,能量供体和受体之间的距离增大,FRET效率降低。该传感器对PSA的检测可在40min内完成,具有良好的特异性和灵敏度。     

基于荧光共轭聚合物的金属离子检测

以聚乙炔、聚芴、聚噻吩、聚苯撑为代表的荧光共轭聚合物,由于具有独特的光学性能、自组装性能和结构与性能的可调控性,可作为优异的光学传感材料。利用其具有较高摩尔消光系数和荧光量子产率的特点,可设计具有较高灵敏度和选择性的传感器,这已成为生物传感领域的研究热点。以荧光共轭聚合物为基础的金属离子检测,最初是以非水溶性的共轭聚合物为主,通过金属离子与聚合物链上特定基团(如吡啶、冠醚)的结合引起的聚合物荧光性质的变化可实现对某些离子的检测。在共轭聚合物主链上引入亲水性侧链,可大大增强共轭聚合物的水溶性,为金属离子的生物传感检测提供了新的思路,例如可引入能与金属离子结合的生物分子(如DNA、糖基等)来设计传感策略,进一步提高检测的特异性和灵敏度。本文综述了近年来以非水溶性和水溶性荧光共轭聚合物为传感材料,对具有重要生物学意义的重金属离子(Hg²⁺、Pb²⁺)、过渡金属离子(Cu²⁺、Eu³⁺、Ni²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Ru³⁺、Ag⁺)和碱金属离子(K⁺、Na⁺、Li⁺)进行高灵敏度检测方面的研究进展,并对该领域的发展前景进行了展望。     

一种基于三苯胺类共轭聚合物荧光信号开启的汞离子检测方法

通过Suzuki反应合成出主链中含9,9-二(4-二苯胺基苯基)-3,6-芴的蓝光共轭聚合物—聚[2,7-(9,9-二辛基芴)-co-3,6-(9,9-二三苯胺基芴)] (36PFT).36PFT可特异地与I-相互作用,并淬灭36PFT的荧光.当I-的浓度为0.24 mmol/L时,36PFT的荧光淬灭程度可达95％,...     

新型聚苯撑乙烯类阳离子共轭聚合物的合成及其荧光猝灭行为

通过Wittig反应合成了新型聚对苯乙烯撑类阳离子共轭聚合物, 并进行了相关结构表征和光学性质表征. 从1H NMR 谱图分析得知, 该聚合物具有一定含量的顺式构型. 经过季铵化以后得到相应的阳离子共轭聚合物. 荧光猝灭行为研究表明, 该阳离子共轭聚合物表现出不完全荧光猝灭.     

基于阳离子型共轭聚合物和核酸适配体的高灵敏铅离子快速检测方法

建立了基于主链含芴的阳离子型对芳撑乙炔衍生物(poly{[9,9-bis(6’-(N,N,N-diethylmethyl ammonium) hexyl)-2,7-fluorenyleneethynylene]-alt-co-[2,5-bis(3 '-(N,N,N-diethylmethylammonium)-1’-oxapropyl)-1,4-phenylene] tetraiodide},PFEP)和核酸适配体快速检测Pb2+的新方法.使用选择性更高的核酸适配体序列,有效降低了Hg2+对Pb2+检测的干扰,提高了检测的选择性和灵敏度.用于识别Pb2+的核酸探针(TBAA)末端月用荧光素标记(5’-6-FAM-GGAAGGTGTGGAAGG-3’).当其与pb2+发生特异性结合时,形成电荷密度高于单链DNA的G-四链体结构,与PFEP之间的静电作用增强,使能量供体(聚合物)与受体(荧光素)之间的距离拉近,发生更高效的荧光共振能量转移(Fluorescence resonance energytransfer,FRET).其它金属离子由于不能和TBAA结合,且金属离子本身对聚合物和荧光素的荧光有一定程度的猝灭,因此其FRET信号远低于空白对照.本方法快速、灵敏,几分钟内即可完成检测,常见金属离子均不干扰检测.对湖水中Pb2+的检测限为1 nmol/L,远低于饮用水国家标准中对Pb2+浓度的限量标准.本方法为水中Pb2+的检测提供了一种简便、快速、高效的新方法.     

基于共轭聚合物的核酸生物传感器的应用

共轭聚合物的π电子体系及共轭离域结构,使其具有良好的发光性能。聚合物链可充当“分子导线”,能够成倍放大光学信号,从而有效提高检测灵敏度。而核酸适体(aptamer)在特异性、与靶物质亲合力、信号传导方面比其他识别元件具有更大的优势,因此共轭聚合物的核酸生物传感器在生物检测方面得到了迅速发展。本文主要总结了近年来共轭聚合物的核酸生物传感器在生物检测方面的应用,并进一步对该类型传感器的发展趋势作出了展望。     

基于g-CNQDs的荧光共振能量转移法检测银离子

以尿素和柠檬酸钠为原料,采用低温固态法制备了催化相碳氮量子点(g-CNQDs),构建了基于g-CNQDs的荧光共振能量转移体系(FRET)。Ag⁺通过与胞嘧啶(C)形成C-Ag⁺-C复合物诱导3’-端修饰荧光素(FAM)的DNA序列(F-DNA)折叠成发夹型结构,导致g-CNQDs与FAM间荧光共振能量转移效率发生改变,实现Ag⁺的高灵敏检测。优化了反应时间、缓冲液pH、g-CNQDs用量、F-DNA用量对FRET体系的影响。最佳条件下,Ag⁺浓度在81.97 pmol/L～163.9 nmol/L范围内,g-CNQDs@F-DNA体系FRET效率与Ag⁺浓度的对数呈良好线性关系,相关系数为0.9996,方法检出限为67.61 pmol/L。方法用于测定环境水样中Ag⁺浓度,回收率为92.2%～103.5%。     

含磺酸根侧链的聚苯乙炔-吡啶类共轭聚合物的荧光传感性能

利用Sonogashira偶合反应合成了两种新的含磺酸根侧链的聚苯乙炔-吡啶类共轭聚合物P1, P2. 通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱对其光学性质及Cu^2＋传感检测进行了研究. 结果表明, 按一定比例嵌段引入吡啶环的聚合物P1能有效地改善共轭主链的刚性, 提高检测的灵敏度, 使共轭聚合物具有更优异的荧光化学传感性能. 在甲醇溶剂中, P1 的荧光能被Cu^2＋有效地猝灭, 相对单体模型分子PESO₃, 其响应信号扩大222倍.     

共轭聚合物为基础的荧光传感器

近年来,借助共轭聚合物的荧光发射与淬灭过程开发化学与生物传感技术成为倍受关注并获得迅速发展的研究领域。由于共轭聚合物能够沿分子链进行能量和电荷传导,从而产生信号放大现象,这类传感器通常都具有较高的灵敏度。本文主要通过对几种具有代表性的此类化学/生物传感器的举例说明,概述荧光共轭聚合物的传感机理,并简要介绍这一领域的发展状况。     

基于荧光共振能量转移的核酸适配体传感器检测环丙沙星

建立了一种基于荧光共振能量转移（FRET）的核酸适配体传感器,并用于检测实际水体和牛奶中的环丙沙星（CIP）。为了防止羧基荧光素（FAM）被CIP猝灭,FAM和四甲基罗丹明（TAMRA）分别标记在互补单链DNA(FAM-cDNA)和适配体（TAMRA-APT）,通过DNA杂交发生FRET, TAMRA有效猝灭FAM的荧光。CIP加入后,其与FAM-cDNA发生亲和力竞争反应,CIP与TAMRA-APT形成结构更稳定的CIP/TAMRA-APT复合物,使体系FAM的荧光恢复。在优化条件下,本方法对CIP表现出高灵敏度和高选择性,检测浓度线性范围为0.01～1μmol/L,检出限为6 nmol/L;对实际水样和牛奶的加标回收率为90.4%～113.2%,相对标准偏差为1.8%～11%。该荧光适配体传感器具有成本低、灵敏度高、特异性好等优点,在环境中CIP残留快速检测方面具有良好的应用潜力。