适配体传感器在农药残留检测中的应用

基于脱氧核糖核酸的生物检测技术在食品中有毒有害物质检测方面发挥着日益重要的作用。其中,作为一类具有良好应用前景的分析工具,以适配体技术为基础的快速检测方法与传统检测方法相比,具有简单便携、响应迅速、灵敏度高、特异性好、成本低等显著优势,因此在近些年成为分析检测领域研究的热点之一。该文总结了近几年应用于食品安全特别是农药残留检测的几种适配体检测技术(包括比色法、荧光法以及电化学法),并对其检测特点及应用进行了介绍。     

基于分子信标的有机磷农药核酸适体活性鉴定

利用有机磷农药与分子信标竞争结合核酸适体的原理,建立了核酸适体活性的荧光鉴定方法,对前期筛选的15条核酸适体的活性进行了鉴定。结果表明,分子信标设计合理,甲醇和4种有机磷农药对分子信标发夹结构的稳定性影响较小,室温孵育时间为60 min时体系荧光强度趋于稳定,当体系中适体与分子信标的添加比例为1∶5时,荧光强度的净增量达到最大值。适体鉴定结果表明适体ss4,ss6,ss12,ss16,ss24和ss27对甲基对硫磷表现出了一定的活性,但亲和活性均较弱;适体ss5,ss12,ss13和ss24对马拉硫磷表现出了一定的活性,其中适体ss5活性最好,荧光抑制率达到了64.97%;适体ss1,ss4,ss6,ss7,ss10,ss16,ss17,ss23,ss27和ss29对辛硫磷表现出了一定的活性,其中适体ss27活性最好,荧光抑制率达到了49.42%;适体ss13,ss26和ss27对乐果表现出了一定的活性,其中ss26活性最好,荧光抑制率达到了44.35%。     

基于有机磷农药与碱基作用的核酸适体活性位点研究

为了研究核酸适体与4种有机磷农药的作用位点,采用紫外吸收光谱法研究了甲拌磷、丙溴磷、水胺硫磷、氧化乐果与4种碱基的作用。结果表明4种有机磷农药对4种碱基的紫外吸收光谱有不同程度的影响,使碱基的吸收峰发生了红移和减色效应;其中水胺硫磷与胸腺嘧啶、胞嘧啶、腺嘌呤的作用最强,氧化乐果与鸟嘌呤、腺嘌呤、胞嘧啶的作用其次,而丙溴磷、甲拌磷与碱基之间的作用较弱。适体Loop环上的T,C碱基是水胺硫磷重要的结合位点,A,G碱基是氧化乐果重要的结合位点,G碱基是丙溴磷重要的结合位点,而Loop环上的碱基可能不是甲拌磷直接作用的位点。     

纳米金-核酸适配体快速可视化检测药材中4种有机磷农药的方法研究

建立了一种基于金纳米粒子-核酸适配体的可视化纳米生物传感器检测中药材中有机磷的方法。选用可与有机磷农药特异性结合的广谱适配体作为识别元件,以纳米金为信号转导元件,在纳米金粒子表面修饰有机磷适配体,构建出能够检测甲拌磷、氧化乐果、丙溴磷、水胺硫磷4种有机磷农药的适配体传感器,并将其用于中药材中4种有机磷农药的检测。结果显示,当4种有机磷残留总量超过1 000μg/L时,溶液体系由红色变为蓝色,可达到肉眼快速检测的效果。该方法操作简单、特异性好、检测结果直观,适用于中药材中4种有机磷农药的现场快速检测。     

分子信标的构建及其应用研究进展

分子信标(molecular beacon,MB)是一种寡聚核苷酸荧光探针,其具有灵敏度高、特异性强、操作简单以及不必与未反应的探针分离即可实时检测等优点,在分子生物学和基因组学及分子医学等领域具有十分重要的应用价值。本文介绍了近年来出现的各种新型分子信标的结构及工作原理,概述了分子信标技术在生命科学领域中的应用,展望了分子信标技术的发展趋势。     

分子信标的构建及其应用研究进展

分子信标（molecular beacon,MB）是一种寡聚核苷酸荧光探针,其具有灵敏度高、特异性强、操作简单以及不必与未反应的探针分离即可实时检测等优点,在分子生物学和基因组学及分子医学等领域具有十分重要的应用价值。 本文介绍了近年来出现的各种新型分子信标的结构及工作原理,概述了分子信标技术在生命科学领域中的应用,展望了分子信标技术的发展趋势。     

基于碳点的适配体荧光传感器检测农药乐果

构建了一种基于核酸适配体调控碳点荧光强度的农药乐果适配体荧光传感器。在乐果存在下,适配体SS24-S-35可改变纳米银(AgNPs)对柠檬酸-乙二胺碳点荧光的猝灭作用,且碳点的荧光猝灭程度与乐果浓度成正比,由此建立了一种乐果的适配体荧光检测方法。对荧光猝灭机制进行了探讨,对碳点种类、AgNPs浓度等影响因素进行了考察。在最优条件下,检测乐果的线性范围为6～200μg/L (R²=0.984),检出限为2.24μg/L (3σ/S)。此传感器特异性良好,其它农药对乐果的检测无明显干扰。将此适配体荧光传感器应用于实际农产品中乐果农药检测,回收率为85.1%～105.0%,表明在农药残留检测中具有潜在应用价值。     

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。     

基于DNAzyme的自驱动DNA分子机器检测有机磷农药

通过范德华力作用,将脱氧核酶(DNAzyme)和6-羧基荧光素(FAM)标记的底物链共修饰的金纳米粒子(AuNPs)负载于MnO2纳米片上,构建了一种自驱动DNA分子机器.乙酰胆碱酯酶(AChE)将其底物乙酰硫代胆碱(ATCh)转化为硫代胆碱(TCh)后,MnO2纳米片被降解为Mn2+,激活DNAzyme切割底物链的循...     

基于核酸适体的外泌体分子识别研究进展

自研究者证实外泌体承担了细胞外RNA等物质的运输功能以来, 关于外泌体来源与功能的研究一直备受关注. 近年来外泌体被发现具有作为疾病生物标志物的潜力, 使得拥有特定表面蛋白以及特定装载物的外泌体成为分析化学领域有价值的检测对象. 从化学本质角度来说, 外泌体的获取与分析需要依赖特异性的分子识别过程. 核酸适体作为分子识别单元, 因其特异性强、 亲和力高、 生物活性稳定、 易于合成和保存、 而且其序列和结构上具有可编程性, 易于设计和修饰, 已成功地用在外泌体相关的生物传感体系中. 本文从外泌体的化学组成及其具有生理、 病理意义的组分出发, 从外泌体通用生物标志物识别、癌细胞来源外泌体的检测及外泌体蛋白谱的分析这3个方面综述了以核酸适体作为分子识别单元在外泌体分析领域的代表性工作, 总结了现有的靶向外泌体的核酸适体序列信息以及应用场景, 阐述了利用化学合成与修饰以及DNA自组装等化学调控手段增强核酸适体分子识别性能的最新进展, 并从适用于外泌体分子识别的核酸适体的筛选以及化学修饰的角度, 对未来的研究方向进行了展望.     

基于分子信标对hOGG1活性的定量分析

设计了一种含有8-oxoG碱基的新型分子信标, 结合酶促反应发展了一种非同位素标记的人8-oxoG-鸟嘌呤糖苷酶1(hOGG1)的活性分析新方法, 检出限可达0.0125 U/mL. 此外, 该方法还可用于快速考察金属离子对酶促反应的影响和肿瘤细胞中hOGG1活性水平的定量检测. 实验结果表明, 该方法简单、 灵敏, 有望用于肿瘤样品中hOGG1活性的高通量分析和hOGG1抑制剂的筛选.     

基于锁核酸的高选择性新型分子信标

通过在分子信标的错配位点修饰锁核酸, 不仅可有效地改善其单碱基错配识别能力, 还可提高检测灵敏度. 因而有望发展成为一种通用的提高分子信标单碱基错配识别能力的方法.     

Determination of Organophosphorus Pesticides in Water Using C18 or Florisil Sep-Pak Cartridge and Gas Chromatography with Flame-Photometric Detection

Simple methods for the concentration and clean-up of fifteen organophosphorus pesticides in water using a C₁₈ Sep-Pak cartridge or a Florisil Sep-Pak cartridge and subsequently determining the pesticides by gas chromatography with flame photometric detection have been developed. The conditions for stepwise or simultaneous desorption of these pesticides from the Sep-Pak cartridges are given.     

A Novel Photo‐Induced Electrochemical Biosensing Method Based on Fluorescent Labeled Molecular Beacon

A novel photo‐induced electrochemical biosensing method has been developed based on fluorescence quenching effect and electrochemical method. In this sensing strategy, the molecular beacon probes labeled with methylene blue were immobilized on the gold nanoparticles modified gold electrode surface firstly; then dopamine was assembled on the electrode surface through electrostatic interaction with gold nanoparticles. Under the continuous illumination, the fluorescence of the methylene blue was quenched by the gold nanoparticles before hybridization; after hybridization with the complementary DNA, methylene blue was far away from the gold nanoparticles and the fluorescence recovered, and then singlet oxygen was generated in the photosensitive reaction of methylene blue in the presence of dissolved oxygen. Singlet oxygen reacted with dopamine, which resulted in the reduction of concentration of the dopamine on the electrode surface. The current of the dopamine on the electrode was used for the sensing of the conformational change of molecular beacon and hence for the detection of target DNA.     

一种基于分子信标荧光探针快速检测烟草花叶病毒的新方法

研究了一种利用新型荧光探针——分子信标进行植物病毒检测的方法，可以不要求对病毒RNA进行严格的分离和纯化，就能快捷地得到检测结果。此方法被用于烟草花叶病毒(tobacco mosaic virus，TMV)基因组RNA的检测，为植物病毒分子生物学的研究提供了新的手段。     

水样中痕量有机磷农药的膜萃取-气相色谱法测定

制作了涂渍植物来源的酶和不同化合物的萃取膜，萃取富集了水样中的有机磷农药和农药中间体残留。实验表明：涂有不同物质的萃取膜对不同农药有选择性地富集。利用戊二醛膜对河流水样中的硫代磷酸三甲酯和精胺进行富集，用气相色谱－火焰光度检测器检测，回收率在68％－103％之间；检测限为0.1μg/L。方法可满足水体中痕量有机磷农药残留检测的要求。     

分子信标用于核酸连续复制过程的体外实时监测

利用分子信标核酸探针实时监测了核酸连续复制过程. 分子信标不仅作为模板参与复制反应, 而且同步将复制过程的信息转换为荧光信号, 实现复制过程的体外实时监测. 该方法不仅为DNA复制检测提供了一种实时研究手段, 而且为核酸复制动力学及与复制相关疾病的深入研究提供了一种新的思路.     

A gold-based nanobeacon probe for fluorescence sensing of organophosphorus pesticides

A nanomaterials-based novel molecular beacon has attracted growing attentions in fluorescent assays as many nanomaterials possess excellent quenching efficiency. In this work, a gold-based nanobeacon probe was established to detect organophosphorus pesticides for the first time. The constructed gold-based nanobeacon acted as a signal indicator and could display the decreasing of the intensity in the presence of targets, which competitively bound to single strand DNA. To achieve a high sensitive probe, some parameters including solution pH, temperature and reaction time were investigated and optimized. The gold-based nanobeacon probe assay was proved to be rapid and sensitive to achieve a detection limit of 0.035 μM for isocarbophos, 0.134 μM for profenofos, 0.384 μM for phorate and 2.35 μM for omethoate, respectively. The prepared nanobeacon effectively reduced the background and improved the detection sensitivity and selectivity. The probe is stable, easy to operate and does not need sophisticated instruments. These features makes the probe feasible for screening trace organophosphorus pesticides in real samples.     

A Label-free and Functional Fluorescent Oligonucleotide Probe Based on a G-Quadruplex Molecular Beacon for the Detection of Kanamycin

A label-free and turn-off fluorescent method for the quantitative detection of kanamycin based on a functional molecular beacon was developed. The molecular beacon consists of two hairpin structures with a split G-rich oligonucleotide in the middle. The kanamycin's aptamer formed the loops portion for recognizing kanamycin, and the G-quadruplex bound by Thioflavin T(ThT) was employed as the reporter. In the absence of target, the molecular beacon folded into double stem-loops and the splited G-rich oligonucleotid came close to form a G-quadruplex. When ThT bound to the G-quadruplex, the fluorescence intensity of the solution increased. Upon the addition of kanamycin, the function between kanamycin and aptamer unfolded the hairpin and disassembled the G-quadraplex structure, resulting in a significant decrease in the fluorescence intensity. A good linear relationship ranging from 0.7 nmol/L to 10 nmol/L was achieved and the limit of detection was 0.37 nmol/L. Besides, it could efficiently recognize kanamycin in real samples.