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。     

基于氧化石墨烯作为传感平台的DNA电化学阻抗谱传感器制备

制备了一种基于氧化石墨烯作为传感平台的无标记DNA传感器。探针DNA通过π-π堆积作用固定到氧化石墨烯表面,电化学交流阻抗法作为传感表征及检测技术。当传感器识别目标DNA时,由于形成双链结构,双链DNA离开氧化石墨烯表面,进入溶液,使得电化学阻抗值减小。因此,可以利用杂化前后DNA传感器所展现出阻抗值的差异,实现对目标DNA的定量检测。结果表明:目标DNA浓度在1.0×10-8~1.0×10-12mol/L范围内,阻抗值变化与目标DNA浓度的对数呈线性关系,检出限为3.5×10-13mol/L(S/N=3)。此外,传感器能区分互补单碱基错配、完全错配的DNA序列。     

基于核酸适配体-质粒DNA复合物信号放大的荧光免疫传感技术

提出了一种简便、高灵敏的荧光免疫传感新技术,通过抗体/抗原/核酸适配体-质粒DNA复合物的特异性识别与双链质粒DNA与荧光染料SYBR Green Ⅰ的嵌合作用, 实现对血小板衍生增长因子BB(PDGF-BB)的检测.生物识别反应在微孔板中进行,PDGF-BB抗原与微孔板底部预包被的PDGF-BB抗体免疫反应后,加入核酸适配体-质粒DNA复合物与抗原形成夹心复合物.加入DNA双链嵌合染料SYBR Green Ⅰ与夹心复合物的双链DNA部分结合可产生强荧光,其荧光强度可用于定量测定PDGF-BB浓度.实验考察了离子浓度、核酸适配体的延伸引物片段与质粒PUC19的反应比例、染料SYBR Green Ⅰ浓度等分析条件对荧光信号的影响.在优化反应条件下,PDGF-BB检测的线性范围为0.2～200 μg/L,检出限为0.1 μg/L,并且实现了对人血清中PDGF-BB的定量检测.     

无标记型核酸适体荧光传感器检测氯霉素的含量

建立了DNA核酸适体检测氯霉素的荧光分析新方法。将前人筛选得到的80bp的氯霉素DNA核酸适体截短至40bp,实验发现截短并不影响核酸适体与氯霉素的结合能力。40bp的DNA核酸适体与另一条互补DNA链形成双链DNA,SYBR Green I荧光染料能插入双链并有强荧光发射,加入氯霉素后,氯霉素能和DNA核酸适体形成稳定的复合物,诱导DNA双链打开,SYBR Green I释放,荧光降低。实验结果显示:在10~200μmol/L范围内,荧光降低百分数和氯霉素之间有良好线性关系,检测限为6μmol/L。     

利用无标记的分子信标及核酸染料SYBR Green Ⅰ检测乙肝病毒

本文以野生型的乙型肝炎病毒(HBV)核酸片段为研究对象,利用无标记的分子信标及核酸染料SYBR Green I,建立了一种高灵敏、高选择性的特定序列核酸检测方法.在优化条件下,目标DNA浓度为4×10-11~400×10-11 mol/L之间时,SYBR Green I的荧光强度(ΔI)与目标DNA的浓度(C)具有良好的线性关系,其拟合的回归方程为ΔI=1.9556 C+31.4659(R2=0.9956),方法检测限(3ζ)为2×10-11 mol/L.该方法操作简单、检测速度快、灵敏度高、重现性好、检出限低.利用该方法,结合不对称PCR技术,实现了对HBV的定量检测.     

基于无标记的核酸适配体荧光生物传感器检测凝血酶

设计了一个简单、通用、基于核酸适配体无标记的高敏感、高专一检测凝血酶的荧光方法。以无标记凝血酶核酸适配体单链DNA为识别元素,Pico Green染料传导互补双链的荧光信号。Pico Green是一种不对称菁,当其单独存在时不产生荧光信号,而当其被吸附到互补的双链DNA上时,可产生很强的荧光信号,但被吸附到单链DNA上时,却无明显的信号改变。基于该性质,将其用于凝血酶的检测。该方法对凝血酶的响应线性范围为1.0×10~(-14)~1.0×10~(-7)mol/L,相关系数(r~2)为0.99,检出限为1.0×10~(-14)mol/L。1.0×10~(-8)mol/L两种干扰物质(牛血清蛋白和细胞色素C)的存在不影响凝血酶的检测,表明该方法对凝血酶具有非常好的专一性。该方法成功应用于对人血清样品的检测,其平均回收率为97%~102%。方法可简单、灵敏、特异性地检测凝血酶,有望用于医学临床诊断等领域。     

基于核酸外切酶Ⅰ的适配体荧光传感器检测人尿液中的Hg2+

基于富含胸腺嘧啶(T)DNA适配体对Hg2+的特异性识别和核酸外切酶I(Exo Ⅰ)辅助的信号转换策略,建立了快速检测人尿液中Hg2+的荧光分析方法.固定在微孔板上的DNA适配体特异识别Hg2+后,折叠成稳定的发卡型双链结构,不能被单链特异性的Exo Ⅰ水解,核酸染料SYBR GreenⅠ(SG)插入发卡部位产生荧光信号,基于此可实现Hg2+的定量检测.优化后的最佳实验条件为:微孔板包被亲和素浓度为50 mg/L;检测DNA包被浓度为75 nmol/L;使用5×SG以及1.2 μL的Exo Ⅰ.在最佳实验条件下,体系荧光强度与Hg2+浓度的对数呈良好线性关系,线性范围为2～500 nmol/L,检出限为1.5 nmoL/L(3σ).利用本方法检测尿样中的Hg2+,加标回收率为91.2％ ～ 95.0％,相对标准偏差(n=5)为2.1％ ～4.6％.本方法选择性良好,操作简单,用HNO3-KMnO4溶液将尿液中其它形式的汞氧化为Hg2+后,成功实现了尿液中总汞含量的检测.     

基于石墨烯猝灭及核酸外切酶辅助循环放大适体传感器检测ATP

基于核酸外切酶Ⅲ(ExoⅢ)辅助分析物循环放大原理,结合石墨烯(G)的超高荧光猝灭能力,以三磷酸腺苷(ATP)作为模型分析物,构建了一种新型的荧光探针,实现了ATP的高灵敏检测。两条DNA链各包含一部分ATP适体序列,其中1条DNA链的3'端修饰有荧光染料异硫氰酸荧光素(FITC)。当模型分析物不存在时,两条DNA链通过非共价π-π堆积作用吸附在G表面,导致FITC的荧光猝灭。当目标物ATP存在时,两条DNA链与目标物ATP进行特异性结合,形成一双链夹心结构,随后加入ExoⅢ,由于ExoⅢ可对该双链夹心结构的3'凹陷末端进行逐步水解,释放出目标物ATP和游离的FITC。释放出的目标物ATP可继续进入下一循环,不断产生游离FITC,游离FITC将脱离G表面,从而导致体系的荧光恢复,并且恢复的荧光强度与ATP浓度在0.02~1μmol/L范围内存在良好的线性关系,检出限(S/N=3)为9 nmol/L。     

基于核酸适配体功能化荧光氧化石墨烯的免标记“Turn-off”型Hg2+传感器研究

利用湿化学法制备出具有一定荧光性能的氧化石墨烯(GO)负载金纳米颗粒(AuNPs)复合材料(GO@AuNPs),并将巯基化单链富T核酸适配体(aptamer)结合在该复合材料的金纳米颗粒表面,形成aptamer功能化氧化石墨烯-金纳米颗粒复合物(aptamer-GO@AuNPs)。当汞离子存在时,由于7个T-Hg~(2+)-T结构的配位作用,aptamer折叠形成刚性的发夹状双链DNA结构,并使Hg~(2+)靠近石墨烯表面(少于1 nm),使得电子可沿着双链DNA通道从石墨烯转移到汞离子,从而猝灭氧化石墨烯的荧光,由此构建了一种基于石墨烯荧光猝灭的"turn-off"型荧光传感器。考察了多种因素对检测体系的影响,在最优实验条件下,此方法对Hg~(2+)的线性检测范围为0.5～80 nmol/L,检出限为0.3 nmol/L。应用于环境水体样品中Hg~(2+)的检测,加标回收率为96.0%～105%,相对标准偏差为1.4%～3.2%。该方法操作简单,有较强的抗干扰能力,灵敏度和选择性高,不需要标记,检测快速,可用于环境水体样品中Hg~(2+)的高灵敏检测。     

氧化石墨烯增强荧光各向异性新策略在microRNA检测中的应用

microRNA(miRNA)是一类与癌症等重大疾病的发生密切相关的非编码小分子RNA.本文基于氧化石墨烯(GO)放大荧光各向异性(FA)原理,构建了GO/cDNA/Linker DNA/pDNA(DNA-GO)复合探针体系,结合靶物催化诱导信号循环放大策略,实现了miRNA-21的灵敏检测.在复合探针形成后,GO增加了荧光旋转体的体积和质量,Linker DNA上染料分子的荧光各向异性值增大.miRNA-21可通过"toehold"介导的链置换反应与Linker DNA杂交,使pDNA脱离Linker DNA.进一步加入Fuel DNA后,Fuel DNA与Linker DNA配对形成双链,从GO表面脱离,使Linker DNA上染料分子的荧光各向异性减小.被置换下来的miRNA-21进入下一循环,因此一个目标分子可以诱导形成多个Fuel DNA与Linker DNA的杂交双链,使荧光各向异性进一步减小.利用减小的荧光各向异性值实现了miRNA-21的灵敏检测.在本方法中,荧光各向异性减小值与miRNA-21浓度在10~330 nmol/L范围内呈线性关系,检测限为1.09 nmol/L.     

基于核酸适体构象变化的荧光钾离子检测

噻唑橙(Thiazole orange,TO)在游离状态下几乎没有荧光,但当其与富G的DNA结合后,会产生很强的荧光增强效应。据此,利用TO识别有无钾离子存在时富G序列的构象变化,建立了一种基于核酸适体(Aptamer)构象效应进行钾离子检测的无标记荧光检测方法。在优化实验条件下,钾离子浓度在(1～60)×10-6mol/L和(4～9)×10-4mol/L范围内与荧光强度呈良好的线性关系,检出限(S/N=3)为2.2×10-7mol/L。对Li+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+5种离子进行对照试验的结果表明,该方法不仅具有较好的灵敏度还具有较好的选择性,且无需对DNA进行标记,成本低,分析速度快。     

基于链置换循环无标记检测端粒酶RNA的荧光法

以氧化石墨烯(GO)作为DNA载体和荧光猝灭剂, SYBR Green Ⅰ(SGⅠ)为荧光信号探针, 发夹核酸探针为分子识别探针, 基于目标物启动的发夹核酸探针链置换循环反应, 建立了一种利用荧光共振能量转移和链置换循环放大技术检测端粒酶RNA(hTR)的荧光新方法. 发夹核酸探针hpDNA1和hpDNA2吸附在GO表面, 嵌插在发夹DNA探针茎部的SGⅠ的荧光信号被GO猝灭. 当人工合成的目标物(T1)存在时, T1与hpDNA1杂交打开hpDNA1的茎-环结构而引发hpDNA2与T1之间的链置换循环反应, 由此累积产生大量的hpDNA1/hpDNA2杂交双链. 刚性的双链DNA脱离GO表面, 导致所嵌插的SGⅠ产生较强的荧光信号. 基于荧光信号的变化, 可定量检测0.2~50 nmol/L的T1, 检出限为90 pmol/L. 该方法为端粒酶RNA检测提供了一种高灵敏、 高特异性且无需标记的荧光新途径.     

基于链置换循环无标记检测端立酶RNA的荧光法

以氧化石墨烯(GO)作为DNA载体和荧光猝灭剂,SYBRGreen Ⅰ(SGⅠ)为荧光信号探针,发夹核酸探针为分子识别探针,基于目标物启动的发夹核酸探针链置换循环反应,建立了一种利用荧光共振能量转移和链置换循环放大技术检测端粒酶RNA (hTR)的荧光新方法.发夹核酸探针hpDNA1和hpDNA2吸附在GO表面,嵌插在发夹DNA探针茎部的SG Ⅰ的荧光信号被GO猝灭.当人工合成的目标物(T1)存在时,T1与hpDNA1杂交打开hpDNA1的茎-环结构而引发hpDNA2与T1之间的链置换循环反应,由此累积产生大量的hpDNA1/hpDNA2杂交双链.刚性的双链DNA脱离GO表面,导致所嵌插的SG Ⅰ产生较强的荧光信号.基于荧光信号的变化,可定量检测0.2～50 nmoL/L的T1,检出限为90 pmol/L.该方法为端粒酶RNA检测提供了一种高灵敏、高特异性且无需标记的荧光新途径.     

基于氧化石墨烯荧光适体传感器的胰岛素检测

采用荧光基团(FAM)标记的核酸适体作为识别元件,氧化石墨烯为淬灭剂,建立了一种高选择性、高灵敏度的核酸适体传感器.核酸适体与氧化石墨烯结合后,荧光淬灭,此时溶液无荧光;加入胰岛素后,溶液中荧光得到恢复.利用荧光分析法检测加入胰岛素前后,溶液中荧光强度的变化,获取了荧光适体传感器的线性度和灵敏度,实现对胰岛素浓度的测定.结果表明,在5×10-8 ～ 1×10-5 mol/L范围内,胰岛素的浓度与溶液中荧光强度有良好的线性关系,检出限为10 nmol/L.采用此方法检测胰岛素,操作简便,检测速度快,准确性高,选择性好,检出限低.     

基于氧化石墨烯的Ag~+与核酸中C-C碱基错配的相互作用研究

基于氧化石墨烯,以修饰了荧光分子的单链DNA为探针,利用荧光光谱和圆二色光谱研究了Ag+对双螺旋DNA中C-C碱基错配特异性识别,并建立了检测Ag+的荧光方法。荧光光谱表明Ag+能与带C-C错配碱基的双螺旋DNA作用,使原本被氧化石墨烯淬灭的标记在DNA上的荧光分子的荧光得到恢复。圆二色光谱表明Ag+能与双螺旋DNA中的C-C碱基错配相互作用,形成更稳定的C-Ag+-C结构。在最佳实验条件下,体系荧光强度的变化与Ag+的浓度在30.0~250.0 nmol/L之间呈良好的线性关系,方法检出限为19.1 nmol/L。为研究Ag+与核酸分子的相互作用及其在环境中对生物分子的影响等方面提供了重要依据。     

基于核酸外切酶Ⅲ辅助信号放大的荧光法检测四环素

以核酸适配体作为识别单元、核酸外切酶Ⅲ(EXO Ⅲ)作为信号放大元件以及氧化石墨烯(GO)作为信号开关的荧光传感器来检测四环素(TC)。当体系中没有TC存在时,四环素适配体与其互补链(c DNA)杂交形成双链,EXO Ⅲ不能切割5'端标记有荧光基团的单链信号链(SP),加入GO后,信号链被吸附至GO表面并发生荧光淬灭。当体系中有TC存在时,核酸适配体能够识别并且结合TC,促使c DNA与SP链形成双链,这将诱导EXO Ⅲ从信号链3'端对c DNA-SP双链进行切割,释放出荧光基团,游离的荧光基团不能被GO吸附而淬灭,通过连续的酶促切割,得到更多的游离荧光基团,从而使得荧光信号明显增强。建立的荧光法对TC具有较高选择性,检测限(LOD)为671 pmol/L,方法已用于自来水样品中TC的测定。     

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。     

基于氧化石墨烯识别特定双螺旋DNA

依据三螺旋DNA的形成,以氧化石墨烯为基础建立了一种识别特定序列双螺旋DNA的方法。单链探针DNA能够通过静电引力作用吸附在氧化石墨烯表面,标记在单链DNA末端的荧光探针分子TAMRA由于荧光能量共振转移作用使得其荧光发生淬灭。加入目标双螺旋DNA后,单链探针DNA与目标DNA分子形成三螺旋DNA,探针DNA从氧化石墨烯表面脱附,标记在探针DNA上的荧光分子的荧光恢复。在最佳实验条件下,荧光恢复的强度与探针DNA的浓度在20.0～300.0 nmol/L具有良好的线性关系,检出限为16.9 nmol/L。该方法在DNA药物筛选及基因疾病的诊断方面具有一定的应用前景。     

基于氧化石墨烯无标记荧光法检测溶菌酶

基于适体与目标物的高特异性识别能力,结合氧化石墨烯(GO)与单、双链DNA结合方式的差异和对荧光染料的高效猝灭特性,以SYBR Green I(SG)为荧光信号物质,溶菌酶适体(LBA)为分子识别探针,建立了一种在均相溶液中无标记检测溶菌酶的荧光分析方法。实验考察了不同互补链,SG,GO浓度,反应时间等因素对检测灵敏度的影响。在0.2~1μg/m L范围内,溶菌酶浓度与体系荧光强度变化率呈良好的线性关系,检出限0.1μg/m L。方法可应用于人血清样品中溶菌酶含量的测定。     

姜黄素-La3+-CTMAB-核酸体系的荧光增强效应及其应用

研究了镧离子(La3+)-姜黄素(CU)-十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)-核酸荧光增强体系.建立了测定核酸的新方法.体系的最优条件为:六次甲基四胺(HMTA)-HCl缓冲溶液(pH 5.80)中,1.00× 10-3 mol/L阳离子表面活性剂CTMAB存在下,姜黄素浓度为2.00×10-5 mol/L,La3+的浓度为1.40×10-4 mol/L时,核酸能增强La3+ -CU络合物的荧光强度,而且体系荧光的增强程度与核酸的加入量在一定范围内呈线性关系.fsDNA,ctDNA和yRNA线性范围分别为7.00×10-4～10.00 mg/L,4.00×10-4～10.00 mg/L和7.00×10-4～10.00 mg/L;检出限分别为0.17,0.02和0.14 μg/L.与已报道的核酸的分析方法相比,本方法具有较宽的线性范围和较高的灵敏度.研究表明,核酸对体系荧光的增强源于DNA主链上PO3-4与CU之间的静电结合,以及通过氢键和疏水力进行的沟槽式结合,为探针分子提供了疏水性的微环境,降低了体系的非辐射能量损失,使体系的荧光强度增加.