单核苷酸多态性电化学生物传感检测研究进展

作为第3代遗传标记物,单核苷酸多态性分析在实现遗传疾病的早期医学诊断以及发病机理研究等方面具有非常重要的意义,已成为当今分析化学和生命科学研究的热点领域。电化学生物传感器因具有灵敏、检测装置轻便价廉且易于微型化、自动化等优点,近年在单核苷酸多态性检测分析中得到了迅速的发展。该文简述了单核苷酸多态性生物传感检测的识别原理、电化学生物传感检测方法及信号放大策略,综述了近年来的研究进展,并对未来的发展方向作了展望。     

电致化学发光检测单核苷酸多态性研究

单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism,SNP),主要是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性,它是人类可遗传的变异中最常见的一种,占所有已知多态性的90%以上。SNP在人类基因组中广泛存在,平均每500～1000个碱基对中就有1个,估计其总数可达300万个,甚至更多。SNP是遗传疾病,肿瘤等疾病的主要诊断标记物,因此,     

一种同时检测多个单核苷酸多态性位点的新方法

对人类基因组中的单核苷酸多态性进行快速而准确的定位和分型是人类基因组计划的重要内容。本文利用SNaPshot试剂盒，建立了一种以多重引物延伸为基础、可同时对多个已知单核苷酸多态性位点进行快速而准确的遗传分型的方法。利用这一方法检测了20例大肠癌病人肿瘤组织中错配修复基因hMLHl和抑癌基因P53的8个单核苷酸多态性位点(包括5个突变热点)，其中一例发现错配修复基因hMLHl的384位密码子处发生GTT→GAT的杂合性突变。对该基因外显子的直接测序结果与SNaPshot检测结果完全吻合，充分证明了该方法的可靠性。     

荧光偏振技术分析全血XPD基因单核苷酸多态性的研究

将荧光偏振与非对称基因扩增技术联用,建立了可用于检测全血XPD基因单核苷酸多态性的新方法。用不等量(1∶5)的XPD基因上、下游引物对含单核苷酸多态性位点的目的片段进行非对称扩增,再用两种单核苷酸多态性序列特异的荧光标记探针对扩增产物进行检测。由于扩增得到的单链片段能够与各自不同的荧光标记探针特异结合,使荧光标记分子的分子量增加,偏振值(FP)增高。通过检测增高的FP值,可确定目的片段单核苷酸多态性。采用本方法对98例全血的XPD基因第751位密码子进行了单核苷酸多态性分析,并与传统的荧光偏振检测方法进行了比较,取得满意结果。     

支化滚环扩增均相光散射检测单核苷酸多态性

结合简便、高效的支化滚环扩增反应与光散射技术,建立了一种均相、无标记检测单核苷酸多态性的方法.通过设计与突变型DNA完全匹配的锁式探针,突变型DNA可作为模板,使锁式探针在连接酶作用下于45℃连接成环,由Phi29 DNA聚合酶在33℃引发支化滚环扩增反应,生成大量的长链DNA产物.反应产物在0.2 mol/L HCl...     

水溶性碳纳米粒子的制备及其在DNA和单核苷酸多态性分析中的应用

利用电化学氧化的方法制备了水溶性好、粒径为7～12nm的碳纳米粒子,该碳纳米粒子通过π-π相互作用吸附荧光标记的单链DNA探针,并能有效地猝灭其荧光．当单链DNA探针与匹配的DNA目标分子杂交形成双链DNA时,猝灭的荧光被恢复,由此可以检测1-200nmol／L的DNA目标分子。此外,在碳纳米粒子存在时,由荧光标记的DNA探针和DNA目标分子形成的双链DNA的熔解温度可以简便地被测定,当双链DNA有错配碱基时,其熔解温度降低,由此可方便、快速地分析单核苷酸多态性．     

人类基因组和DNA序列分析新进展

0世纪 90年代世界各国纷纷将人类基因组研究列为国家重大研究项目。很多人认为这是当代也可能是整个时代最重要的科学事业[1] ,因为它是全面揭开人类自身奥秘的划时代研究 ,对人类的生命和生存具有极其重大而深远的影响。1 990年美国制定了世界上最庞大的人类基因组项目 (Ｈｕｍａｎｇｅｎｏｍｅｐｒｏｊｅｃｔ) ,计划在 1 5年内投资 30亿美元 ,完成人类基因组全部脱氧核糖核酸 (ＤＮＡ)测序、定位及遗传学研究。由于计划庞大 ,人们称其为“人的阿波罗”计划。英国、日本和德国都有较大的人类基因组研究项目。我国在北京和上海分别建立了人…     

基于微流控芯片的72重单核苷酸多态性族群推断系统的构建

建立了常染色体单核苷酸多态性（SNPs）复合检测芯片体系,用于未知个体的族群来源推断。基于前期筛选的74-SNPs组合,采用竞争性等位基因特异性聚合酶链式反应（PCR）的原理构建SNPs的扩增体系,在微流控芯片的每个反应孔内完成一个SNP的检测,通过高通量PCR微流控芯片实现了其中72个SNPs的同步检测。芯片的扩增由平板PCR仪完成,反应孔的荧光信号通过激光共聚焦扫描仪检测,最终通过提取的荧光值进行结果分析。使用该芯片检测获得52份样本的SNPs分型,分型结果的准确率为100%。以57个人群的3628个样本为参考人群数据库,进行20份样本的族群来源推断,推断结果与样本的实际来源一致。本研究建立的常染色体72个SNPs微流控芯片体系可以有效地进行SNP多态性分析检测,基于参考数据库,20份检测样本族群推断的准确性为100%。     

基于磁性颗粒微阵列与双色荧光杂交的单核苷酸多态性分型方法研究

基于磁性颗粒微阵列与双色荧光杂交,建立了单核苷酸多态性(Single nucleoitide polymorphism,SNP)分型方法。将利用不对称扩增得到的含有待检测位点生物素标记的单链PCR产物固定在链亲和素修饰的金磁纳米颗粒(Gold magnetic nanoparticles,GMNPs)表面;将ssDNA-GMNPs混合物点样在底部固定有磁铁的载玻片上构建磁性颗粒微阵列,然后在基因框中与双色荧光探针杂交;杂交完全后,充分洗涤,通过扫描获得分型结果。通过优化不对称PCR的扩增条件,直接扩增出产量较高的单链DNA作为靶序列用于分型。利用本方法对24个样本MTHFR基因的C677T位点多态性进行了检测。实验证明,本方法步骤简单,易实现自动化操作、非常适用于分子诊断与法医鉴定。     

基于核酸脱碱基位点的铽离子荧光增强型单核苷酸多态性识别研究

基于核酸脱碱基(AP)位点构建了无机配体稀土铽离子(Tb^3＋)荧光增强型单核苷酸多态性(SNP)识别方法. 在目标链靶标碱基对应的探针链上相应位置引入AP位点, 发现Tb^3＋可以选择性地结合在AP位点, 光激发时发生从DNA碱基到结合的Tb^3＋的能量转移, 使Tb^3＋特征荧光显著增强. 这种荧光增强作用与靶标碱基及AP位点侧翼碱基类型密切相关. 当靶标碱基和侧翼碱基为G时, 荧光最强. 该方法可用于区分肿瘤抑制基因p53密码子177位的C/G碱基变异.     

单碱基多样性的非测序检测

单碱基多样性（SNP）是最常见的基因突变形式之一,经研究证明与很多疾病相关。虽然测序是检测SNP的重要方法,但其需要检测仪器,且检测时间较长,限制了其临床应用。本文综述了SNP的常见非测序分析方法。首先讨论了检测的热力学问题,并归纳了主要的检测策略：基于杂交的检测,基于链取代反应的检测和酶介导的检测。在三维均相检测方法中,主要介绍了不同信号开关策略,如荧光开关、酶识别开关和场效应开关。三维原位检测不仅能检测SNP,还能提供其细胞定位信息,在细胞异质性较高时更具优势。二维界面检测的识别反应速率和杂交效率受到一定影响,但界面检测能进一步减小干扰,亦便于实现高通量检测。以DNA正四面体探针界面为代表的改良界面具有优良的灵敏度和特异性。同时本文亦讨论了现有方法的局限性,并对SNP非测序检测研究进行展望。     

A DNA Switch for Detecting Single Nucleotide Polymorphism within a Long DNA Sequence Under Denaturing Conditions

DNA detection is usually conducted under nondenaturing conditions to favor the formation of Watson–Crick base-paring interactions. However, although such a setting is excellent for distinguishing a single-nucleotide polymorphism (SNP) within short DNA sequences (15–25 nucleotides), it does not offer a good solution to SNP detection within much longer sequences. Here we report on a new detection method capable of detecting SNP in a DNA sequence containing 35–90 nucleotides. This is achieved through incorporating into the recognition DNA sequence a previously discovered DNA molecule that forms a stable G-quadruplex in the presence of 7 molar urea, a known condition for denaturing DNA structures. The systems are configured to produce both colorimetric and fluorescent signals upon target binding.     

A Novel Real-time Fluorescence Mutant-allele-specific Amplification Method for Rapid Single Nucleotide Polymorphism Analysis

Current methods for single nucleotide polymorphism (SNP) analysis are time-consuming and complicated. We aimed at development of one-step real-time fluorescence mutant-allele-specific amplification (MASA) method for rapid SNP analysis. The method is a marriage of two technologies: MASA primers for target DNA and a double-stranded DNA-selective fluorescent dye, SYBR Green I. Genotypes are separated according to the different threshold cycles of the wild-type and mutant primers. K-rar oncogene was used as a target to validate the feasibility of the method. The experimental results showed that the different genotypes can be clearly discriminated by the assay. The real-time fluorescence MASA method will have an enormous potential for fast and reliable SNP analysis due to its simplicity and low cost.     

基于纳米金比色检测NOS1AP基因单碱基突变

基于单、双链DNA与纳米金颗粒间的不同静电作用, 建立了一种基于颜色反应检测NOS1AP基因单碱基突变的方法. 根据NOS1AP基因的单碱基多态位点设计检测探针、互补靶序列及带有单碱基突变序列寡核苷酸DNA. 室温下, 检测探针分别与互补序列、单碱基突变序列在缓冲液中进行杂交, 再分别加入纳米金溶液以及NaCl溶液. 用肉眼可以观察到纳米金溶液在两种不同杂交溶液中产生明显不同的颜色变化. 这种变化可通过紫外-可见分光光度计测定纳米金溶液的紫外吸收峰值的变化来证实. 实验结果表明, 纳米金溶液在一定浓度NaCl存在的条件下, 对互补双链NOS1AP DNA及单碱基突变NOS1AP DNA呈现出不同的颜色反应及紫外吸收光谱的改变. 此方法可望用于相关疾病的医学诊断及单碱基突变的检测.     

Analysis of Single Nucleotide Polymorphism in Human Paraoxonase 1 Gene（Q192R） with Matrix-assisted Laser Desorption/Ionization Time-of-flight Mass Spectrometry

Introduction Singlenucleotidepolymorphisms(SNPs)arethe mostabundantDNAmarkersinthehumangenomeoc curringatafrequencyofoneinevery500—1000nu cleotides[1].Avarietyofmethodshavebeenusedfor theanalysisofsinglenucleotidepolymorphisms,inclu dingrestrictionfragme…     

DNA Dangling‐End‐Induced Colloidal Stabilization of Gold Nanoparticles for Colorimetric Single‐Nucleotide Polymorphism Genotyping

A single‐nucleotide polymorphism (SNP) detection method was developed by combining single‐base primer extension and salt‐induced aggregation of gold nanoparticles densely functionalized with double‐stranded DNA (dsDNA‐AuNP). The dsDNA‐AuNPs undergo rapid aggregation in a medium of high ionic strength, whereas particles having a single‐base protrusion at the outermost surface disperse stably, allowing detection of a single‐base difference in length by color changes. When SNP typing primers are used as analytes to hybridize to the single‐stranded DNA on the AuNP surface, the resulting dsDNA‐AuNP works as a visual indicator of single‐base extension. A set of four extension reaction mixtures is prepared using each of ddNTPs and subsequently subjected to the aggregation assay. Three mixtures involving ddNTP that is not complementary to the SNP site in the target produce the aggregates that exhibit a purple color. In contrast, one mixture with the complementary ddNTP generates the single‐base protrusion and appears red. This method could potentially be used in clinical diagnostics for personalized medicine.