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.     

金自组膜免疫芯片的研制

用光刻掩膜真空沉积技术在石英晶片上沉积上一层 8列× 6行的金膜阵列 ,用金表面N 乙酰半胱氨酸分子自组装及EDC偶联技术将人IgG、兔IgG和鼠IgG固定在石英膜阵列上来制备免疫芯片。用FITC荧光标记兔抗羊IgG、夹心法可同时测定羊抗人IgG、羊抗兔IgG和羊抗鼠IgG。用样点荧光强度与空白比Rf 作定量指标。在抗体浓度 0 .5～ 1 0 0mg L内 ,Rf与抗体浓度的对数成线性关系。最低可检出 0 .5mg L的羊抗兔IgG。测定仅需样品 1 5 0 μL ,2～ 3h,适合于快速微量分析     

基于微流控芯片的微阵列分析

微阵列芯片具有高通量、微量化和自动化等特点,已经在很多领域得到广泛应用。但是微阵列芯片仍然具有不足之处,如所需设备昂贵、分析时间较长、灵敏度不高、多样品平行分析能力不足等。微流控芯片微米级的通道具有相对较大的比表面积和较短的扩散距离,能够显著加快分析速度、提高检测效率、增强分析性能,并且能够加工大量的平行通道用于多样品分析。目前已经有大量文献报道将微流控芯片和微阵列芯片相结合,发展了独特的杂交方式并在实验和理论上分别证明了两者相结合的优势,本文综述了将微流控芯片技术应用于微阵列分析的研究进展,着重介绍了在微流控芯片上进行微阵列分析时的杂交方式、促进杂交的措施以及杂交过程的数学建模,同时也介绍了其他分析步骤方面的进展。最后分析了目前微流控芯片技术在进行微阵列杂交应用方面的不足及其原因,并指出这两项技术相结合的优势和未来。     

核酸杂交酶联桥接分析系统定量分析寡核苷酸

建立了基于核酸杂交及连接酶和核酸内切酶的酶联桥接分析(ELBA)系统,用于生物基质中反义寡核苷酸(ODN)药物的定量分析.对ELBA系统中的亲和素包被、俘获探针/检测探针浓度、T4 DNA连接酶及S1核酸酶用量、碱性磷酸酶底物反应时间等条件进行了优化,确定使用中性亲和素包被的酶标板,俘获探针与检测探针浓度比为2∶3,S1酶为40 U/孔,显色15min为最优条件,并考察了生物基质效应和稀释效应对方法的影响,建立了猕猴血浆中反义寡核苷酸的定量方法,并进行方法学确证,方法学定量范围为0.10～6.25 nmol/L.本方法成功应用于反义硫代寡核苷酸药物在低剂量(1 mg/kg)静脉滴注后的药代动力学研究,成为生物基质中寡核苷酸类药物定量分析的有效手段.     

基于酶-抗体共固定二氧化锆纳米信号探针的瘦肉精安培免疫传感器研究

制备了基于酶-抗体共固定二氧化锆(ZrO2)纳米探针进行信号放大的盐酸特伦克罗瘦肉精(CLB)检测安培免疫传感器。首先,利用ZrO2纳米粒子负载葡萄糖氧化酶(Glucose oxidase,GOD)和CLB抗体(Clen-buterol antibody,anti-CLB),制得纳米探针(ZNPs/GOD-anti-CLB signal probe,简称ZNPG)。同时将聚二烯丙基二甲基氯化铵[Poly(diallyldimethylammonium chloride),PDDA]、氯化血红素(Hemin)和纳米金(AuNPs)层层组装到多壁碳纳米管(MWCNTs)修饰的丝网印刷电极(SPCE)表面,制得SPCE│MWCNTs/(PDDA/Hemin/AuNPs)n电流型传感器,可对H2O2产生还原催化电流。检测CLB时,将样品和ZNPG一起加入预先包埋好CLB的96孔板底部。样品CLB与板底CLB共同竞争结合孔溶液中的纳米探针ZNPG。反应结束后加入葡萄糖,板底ZNPG-CLB免疫复合物上的GOD催化葡萄糖氧化产生H2O2,可通过传感器检测。电流下降值(ΔI)与样品CLB成反比,可用于CLB的定量分析。由于ZNPG上具有高的GOD酶标记密度,故可以显著放大检测信号,提高检测灵敏度。在最佳条件下(pH 7.0,温育时间30 min,温育温度37℃),此传感器对CLB的检测范围为0.003～100μg/L,检测下限为1 ng/L,比酶联免疫分析法(ELISA)法灵敏度提高2个数量级,在猪饲料样品中进行加标回收实验,平均回收率达93.6%,相对标准偏差(RSD)小于2.5%,精密度好。同时该传感器具有可重复使用、灵敏快速,适合于食物样品中痕量CLB现场检测。     

基于微流控芯片的核酸提取技术研究进展

新型冠状病毒(SARS-CoV-2)的大肆传播对世界各国公共卫生防护能力与医学检测能力发起了严峻的挑战.快速、准确、灵敏的核酸扩增检测成为了当前的研究热点,而如何从复杂的生物样品中提取高纯度的核酸对保证核酸分析检测的灵敏度和准确性起着至关重要的作用.然而传统的核酸提取方法耗时长且通常需要复杂的设备,利用微流控芯片的集成...     

蛋白A定向固定抗体的纤维蛋白压电免疫传感器的研究

将9MHz双面镀金石英晶体浸入蛋白A溶液中,在晶体电极表面形成一层均匀的蛋白A薄层,用于定向固定人体纤维蛋白抗体.在蛋白A层上形成一层有序致密的自组装抗体分子膜,研制成一种新型的用于人体纤维蛋白检测的压电免疫传感器.比较了3种固定抗体方法的效果,从传感器的灵敏度、稳定性、重现性等考虑,蛋白A吸附法优于聚乙烯亚胺及牛血清白蛋白固定抗体的方法.研究了蛋白A浓度、抗体效价以及抗原抗体反应时间等对传感器灵敏度的影响,考察了电极的选择性和再生能力.纤维蛋白在1×10^-4～1×10^-2g/L浓度范围内有良好响应.     

测试生物分子的新方法—伏安免疫法

本文综述了迄今为止国外和本实验室在伏安免疫法新领域的研究工作。阐述了伏安免疫法的发展和基本原理,讨论了伏安免疫分析的各种可行方法和前景。     

基于核酸适配体的微流控芯片酶反应器用于蛋白质的分析

将核酸适配体作为胰蛋白酶固定化介质,制备了一种新型的微流控芯片酶反应器,并与高效液相色谱-串联质谱联用,搭建了在线分析平台;分别使用标准蛋白及混合蛋白样品对芯片的酶解效率及联用平台的分析能力进行了初步评价。结果表明,5 ng肌红蛋白经该平台分析后肽段覆盖率可达到37%;对500 ng混合蛋白进行3次平行分析,肽段覆盖率及相对标准偏差分别为44.3%、6.5%(牛血清白蛋白), 65.0%、2.7%(肌红蛋白)和62.0%、5.6%(细胞色素c);初步实验表明,该在线分析平台具有检测灵敏度高、重现性好、酶解效率高的特点,有望在蛋白质组学分析中发挥重要作用。     

基于RNA杂交的马铃薯纺锤块茎类病毒检测芯片

报道了一种检测植物类病毒RNA的新方法——RNA杂交芯片技术, 即将cDNA芯片技术与RNA斑点杂交技术相结合, 将马铃薯样品的总RNA直接固定在玻片上, 用荧光标记制备检测马铃薯纺锤块茎类病毒(PSTVd)的特异探针, 探针与芯片杂交后分析杂交信号以确定相应的样品有无PSTVd侵染. 参照膜杂交的方法, 确定了RNA芯片的制备条件, 并用以检测了马铃薯样品的PSTVd侵染情况, 检测结果与RT-PCR结果相符, 阳性产物经克隆测序证实为PSTVd.     

A New Trace Analytic Method for the Determination of Sequence-Specific DNA with Fluorescent Probes

A new method of fluorescence spectrometry detection of single-strand DNA (ssDNA) was established by hybridizing the ssDNA with its complementary ssDNA to form double-stranded DNA (dsDNA). Our results show that the fluorescence intensity increased significantly when the nucleic acid molecular “light switch"(Ru(phen)₂dppx²⁺) or Hoechst 33258 dye interacted with dsDNA, and the fluorescence intensity also increased as the DNA concentration increased. The changing law was also studied about how the fluorescence intensity changed when the two kinds of fluorescent probes interacted with oligonucleotide of different lengths and different sequences, as well as DNA-DNA′ hybridization products. Then, the effect of the bases mismatch, varying length of DNA chain, and different DNA sequences on the fluorescence intensity were explored at the same time, by detecting the specific DNA sequence of avian influenza H1N1 virus, cauliflower mosaic virus, and hepatitis C virus. Additionally, the selectivity, linear range, and sensitivity of the two probes were compared.     

基于纳米金探针和基因芯片的DNA检测新方法

运用荧光纳米金探针和基因芯片杂交建立一种新的DNA检测方法. 荧光纳米金探针表面标记有两种DNA探针: 一种为带有Cy5荧光分子的信号探针BP1, 起信号放大作用; 另一种为与靶DNA一部分互补的检测探针P532, 两种探针比例为5∶1. 当靶DNA存在时, 芯片上捕捉探针(与靶DNA的另一部分互补)通过碱基互补配对结合靶DNA, 将靶DNA固定于芯片上; 荧光纳米金探针通过检测探针与靶DNA及芯片结合, 在芯片上形成“三明治”复合结构, 最后通过检测信号探针上荧光分子的信号强度来确定靶DNA的量. 新方法检测灵敏度高, 可以检测浓度为1 pmol/L的靶DNA, 操作简单, 检测时间短. 通过改进纳米金探针的标记和优化杂交条件, 可进一步提高核酸检测的灵敏度, 这将在核酸检测方面具有重要的应用价值.     

一种新的基于正丁胺等离子体聚合膜的免疫传感器抗体(抗原)固定化方法

等离子体聚合膜 ( Plasma- polymerized film)是由有机蒸气在辉光放电下聚合而成 ,这种高度交联的膜具有均匀、超薄、附着力强、化学稳定、机械性能良好、基质类型多样以及成膜有机物品种多样等优点 ,因此已引起了传感器工作者的兴趣 ,目前 ,所研制的传感器已用于有机气体的测定 [1 ,2 ] .Karube小组报道了乙烯二胺等离子体聚合膜在免疫传感器方面的应用[3,4] .但由于抗体直接共价键合于等离子体聚合膜上 ,无法洗脱 ,使等离子体聚合膜修饰的传感器不能再生 ,而不同批次沉积的等离子体聚合膜其交联度、活性基团含量等又难以一致 ,严重影响了…     

石墨电极固载DNA的一种新修饰方法

首次报道通过充石蜡石墨电极电化学氧化腐蚀制备的微孔穴电极,成功地用于 ss-DNA的固载和杂化反应,证明了这种微孔穴石墨充石蜡电极可以固载较多量的 ss-DNA（包括解链的小牛胸腺DNA和15-mer ss-DNA）,可以成为性能良好的DNA杂 化探针。用Co(phen)_3~(3+)电化学指示剂和循环伏安方法,讨论了电极预氧化腐 蚀的时间和ss-DNA固载时间的影响,提出了DNA探针在微孔穴三维结构中固载的可 能机理。     

含寡聚腺嘌呤序列DNA探针在金纳米粒子上的固定及杂交性能

利用寡聚腺嘌呤序列(OAS)与金的强相互作用,在金纳米粒子(AuNPs)上固定不同密度DNA探针(DNAprobe),详细探究不同条件(OAS长度、AuNPs粒径、NaCl浓度等)下单链DNAprobe的固定效果,以及制备的纳米探针(Au-probe)与互补DNA目标分子(DNAtarget)的杂交性能.利用透射电子显微镜(TEM)、紫外可见分光光度计(UV-Vis)、激光粒度仪等对制备的AuNPs的形貌、粒径、表面DNAprobe固定及杂交性能等进行了研究.结果表明,随OAS碱基数量由10增加到30和50,Au-probe上固定的DNAprobe数量降低.对粒径为10.2和24.3 nm的AuNPs,杂交效果最佳的NaCl浓度分别为300和25 mmol/L.随着AuNPs粒径增大,AuNPs单位面积上的DNAprobe固定量及DNAtarget杂交量均呈下降趋势.     

Pyrenylmethyldeoxyadenosine: A 3′‐Cap for Universal DNA Hybridization Probes

Effect of a PAH on base pairing : A polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) covalently linked to the N6‐position of a dangling deoxyadenosine residue (see scheme) of an oligonucleotide increases target affinity, but decreases base‐pairing selectivity. Melting point increases of up to 28 °C (14 °C per residue) were observed, and 20 out of 24 mismatch‐containing duplexes are stabilized more strongly by the PAH substituent than their perfectly matched counterpart.

     

溶胶凝胶法固定抗体制备黄曲霉毒素免疫传感器

利用溶胶凝胶法,将正硅酸乙酯在HCl存在下水解形成的硅溶胶和黄曲霉毒素B1抗体的混合液涂于玻碳电极表面,制备非标记型电化学阻抗免疫传感器。以[Fe(CN)6]3-/4-的磷酸盐缓冲溶液为测试底液,分别研究传感器的循环伏安和交流阻抗行为。实验表明,电极因免疫反应所形成的复合物阻碍了[Fe(CN)6]3-/4-在电极表面的扩散,其氧化还原峰电流明显减小,电子转移阻抗随黄曲霉毒素浓度增加而线性增大。当介质pH=6.5和孵育时间为20 min时,免疫前后传感器的电子转移阻抗变化值最大。在此最佳条件下,传感器电子转移阻抗对黄曲霉毒素响应的线性范围为1.0～10μg/L;检出限为0.1μg/L(S/N=3)。此方法具有高的灵敏度和稳定性,可应用于食品中黄曲霉毒素的测定。     

电化学聚合吡咯掺杂蛋白A固定抗体的安培型沙门氏菌微传感器

基于电化学聚合将蛋白A(staphylococcal protein A)与吡咯掺杂后共聚于电极表面的新方法设计传感界面,结合采用微机电系统(micro electro mechanical systems, MEMS)技术制备的两电极系统,开发了一种新型的利用电聚合引入蛋白A进而固定抗体、提高检测性能的安培型免疫微传感器,并应用于沙门氏菌(Salmonella typhimurium, S.typhi)的检测.考察了传感器检测沙门氏菌的响应特性,优化了相关实验条件及参数,并结合扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)图像验证了该抗体固定方法的有效性.实验表明,采用电化学聚合方法固定蛋白A进行敏感膜修饰,操作简便省时(<10 min)、可控性强,试剂用量少(10 μL),能够有效改善抗体固定效果,提高传感器检测性能,适于微型免疫传感器的表面修饰研究.以此设计的安培型免疫微传感器能够检测100 cfu/mL沙门氏菌溶液,具有良好的重复性和特异性.     

掺杂固定化酶柱的次黄嘌呤液滴光化学传感器研究

研制了一种基于掺杂的溶胶-凝胶固定化酶柱的次黄嘌呤液滴光化学传感器。在凝胶形成过程中添加肌氨酸和山梨醇,由于两种添加剂的模板作用,可形成大而有序的凝胶网格,使得酶与底物能充分接触,从而达到提高传感器响应速度和灵敏度的目的。基于这一方法固定了黄嘌呤氧化酶,并结合液滴光化学传感装置,用于次黄嘌呤的测定。在pH值为8.74的Tris-HC l缓冲液中,该传感器对2.0×10-7~8.0×10-6mol/L的次黄嘌呤呈线性响应,检出限为5.0×10-8mol/L。本实验固定化黄嘌呤氧化酶的催化效率是普通溶胶-凝胶法固定化酶的2.54倍。     

磁纳米探针检测人绒毛膜促性腺激素

采用链霉亲和素包被磁纳米粒子,将生物素标记的特异性抗体偶联在磁纳米粒子上,制备出高特异性的磁纳米探针;利用此探针对人绒毛膜促性腺激素(HCG)进行测定,建立了定量检测蛋白类激素的化学发光分析方法.利用紫外可见分光光度计、透射电镜及动态光散射仪对磁纳米探针进行表征,同时对化学发光实验条件进行优化.在2×10~(-4) mol/L鲁米诺、8×10~(-4) mol/L H_2O_2, pH=13的优化条件下,将磁纳米探针用于HCG的定量检测.结果表明,所测发光强度与待测HCG浓度之间线性相关,相关系数r为0.9924,线性检测范围由常规板式ELISA的5～200 μg/L扩展到0.5～250 μg/L;相对标准偏差为3.82%.采用本方法和常规ELISA法同时对34份人血清标本HCG进行测试,两者相关性良好.利用制备的磁纳米探针定量测定微量蛋白类激素,具有灵敏、高效、快捷、检测范围宽等优点,有望应用于其它微量蛋白的检测.