毛细管电泳法筛选脱铁转铁蛋白的核酸适配体及筛选影响因素分析

核酸适配体是通过指数富集配体系统进化(SELEX)技术,在体外筛选获得的与目标分子有高亲和力与特异性的寡核苷酸序列。由于筛选过程周期长且影响因素复杂,使用常规筛选方法进行多因素影响的条件优化的工作量大,样品消耗多,目前还少有系统的研究报道。毛细管电泳(CE)具有高分辨率、快速分离、样品用量小、筛选成本低的优势,是核酸适配体筛选的有效方法。本研究以人血清中脱铁转铁蛋白(A-TF)为模式蛋白,利用CE方法研究核酸库长度、孵育温度、缓冲溶液的种类与pH值、金属离子等因素对靶蛋白与核酸库相互作用的影响。结果表明,较短序列的核酸库与靶蛋白的亲和力更高;孵育温度、缓冲液种类与pH值均影响靶蛋白与核酸复合物的形成;低浓度的K⁺、Ca²⁺与Mg²⁺可促进复合物形成。基于优化的筛选条件,经过3轮毛细管电泳法筛选,获得了A-TF的适配体Seq A3,采用CE-LIF测得复合物的亲和常数K_D=0.476μmol/L。此适配体可用于人血清基质中A-TF的识别。     

毛细管电泳法研究核酸库容量对蛋白质适配体筛选的影响

毛细管电泳(CE)具有高分辨、快速分离、样品用量小和无需固相介质等优点,是高效筛选核酸适配体的方法之一。然而,由于CE的进样量少,有限的核酸库容量是否影响毛细管电泳-指数富集配体系统进化(CE-SELEX)适配体的筛选效率,尚不明确。本研究以神经元特异性烯醇化酶(NSE)为模式蛋白,考察了CE筛选中核酸库容量对筛选效率的影响,以明确CE-SELEX方法的有效性。分别使用4个浓度(0.1、1、10和100μmol/L)的初始核酸库进行适配体筛选,比较了初始库与经3轮筛选后的次级核酸库的亲和力。结果表明,4个核酸库筛选轮次间库亲和力相近,且经2轮筛选后均得到了微摩尔级别的核酸适配体。此外,用高浓度核酸库筛选获得的序列更具多样性,但未能提升候选序列亲和力。经2轮筛选得到NSE的核酸适配体Seq qN-01,其与NSE复合物的解离常数(K_D)为(4.72±0.15)μmol/L,并表现出很好的特异性。综上,核酸库容量会提高后续富集库的序列多样性,但对适配体筛选效率没有显著影响。     

毛细管电泳法高效筛选8-氧代鸟嘌呤DNA糖基化酶的核酸适配体

8-氧代鸟嘌呤DNA糖基化酶(OGG1)是人体中重要的功能蛋白,在修复DNA氧化性损伤过程中起关键作用。氧化应激等引起的氧化损伤易导致炎症反应的发生,对OGG1的抑制可以一定程度上起到缓解作用;对癌细胞OGG1的抑制有望作为癌症治疗的新方法。目前的研究多集中于小分子对OGG1功能的影响和调控,而OGG1的适配体筛选尚未见报道。作为功能配体,适配体具有合成简单、高亲和力及高特异性等优点。该文筛选了OGG1的核酸适配体,结合毛细管电泳高效快速的优点建立了两种基于毛细管电泳-指数富集进化(CE-SELEX)技术的筛选方法:同步竞争法和多轮筛选法。同步竞争法利用单链结合蛋白(SSB)与核酸库中单链核酸的强结合能力,与目标蛋白OGG1组成竞争体系,并通过增加SSB浓度来增加竞争筛选压力,以去除与OGG1弱结合的核酸序列,一步筛选即可获得与OGG1强结合的核酸序列。多轮筛选法在相同孵育条件和电泳条件下,经3轮筛选获得OGG1的核酸适配体。比较两种筛选方法的筛选结果,筛选结果中频次最高的3条候选核酸适配体序列一致,其解离常数(K_D)值在1.71~2.64 μmol/L之间。分子对接分析结果表明候选适配体1(Apt 1)可能与OGG1中具有修复氧化性损伤功能的活性口袋结合。通过对两种筛选方法的对比,证明同步竞争法更加快速高效,对其他蛋白核酸适配体筛选方法的选择具有一定的指导意义。得到的适配体有望用于OGG1功能调控,以抑制其修复功能。     

乳腺癌生物标志物钙网蛋白的核酸适配体筛选及血清检测和乳腺癌细胞识别

钙网蛋白(CRT)与许多癌症的发生密切相关,被认为是乳腺癌侵袭和转移的有效新型生物标志物以及乳腺癌分期和预后的评价指标。本研究利用毛细管电泳-指数富集配体进化技术(CE-SELEX)筛选并鉴定了CRT的核酸适配体。毛细管电泳法、等温滴定量热法及纳米金比色法表征结果表明,适配体Apt 23对CRT具有较高的亲和力和特异性。FAM标记的Apt 23(FAM-Apt 23)可用作毛细管电泳的亲和探针,采用激光诱导荧光检测器,检测血清中CRT的浓度范围为1～1000 nmol/L,检出限为0.5 nmol/L。FAM-Apt 23也可用作CRT的免疫荧光成像探针,可结合在CRT过表达的乳腺癌细胞4T1的表面。初步研究结果表明,利用毛细管电泳筛选的核酸适配体Apt 23可用于CRT识别和检测的探针。     

毛细管电泳筛选盐酸克伦特罗核酸适配体的方法研究

毛细管电泳(CE)被认为是核酸适配体筛选的高效方法,其无需介质固定,在溶液相中完成筛选,分离高效,样品用量少,筛选成本低。但由于小分子靶与核酸的结合位点少,且小分子的核酸复合物与核酸库的电泳迁移率差异小,通常认为CE-SELEX不适用于筛选小分子靶标的适配体。本研究建立了基于CESELEX的盐酸克伦特罗靶标的的适配体筛选方法。将80 nt的ssDNA库与盐酸克伦特罗特混合孵育,通过CZE-UV分离混合物。收集ssDNA库峰前的馏分,通过PCR扩增和ssDNA制备,完成第一轮筛选。将次级核酸库经过3轮筛选,获得10条ssDNA序列。选择3条亲和力较强的序列Apt 4、Apt 7、Apt 12,通过CE-LIF测定其与盐酸克伦特罗的K_d分别为9.315×10~(-7)mol/L、1.040×10~(-6)mol/L和1.143×10~(-5)mol/L。软件分析表明,上述3条序列均可形成茎环二级结构,其中Apt 4茎环结构的自由能最低,结构最稳定。以沙丁胺醇为对照,验证了3条序列,具有较高的特异性。     

蛋白质的核酸适配体筛选的研究进展

核酸适配体是通过指数富集系统配体进化(SELEX)筛选获得的,与靶标具有高亲和力和特异性结合的单链DNA或RNA。蛋白质是生命进程中的关键功能分子。近年来,以蛋白质为靶标的适配体筛选在蛋白质相关的基础及应用研究领域受到广泛关注。核酸适配体应用性能的优劣取决于其亲和力、特异性与稳定性。目前,适配体筛选方法的优化主要是提高筛选效率、提升适配体性能及降低筛选成本。适配体主要筛选步骤包括复合物分离、核酸库优化、次级库的富集、适配体序列分析以及亲和力表征等。迄今为止,以蛋白质-核酸复合物的分离为核心步骤的适配体筛选方法有20余种。本文归纳总结了2005年以来以蛋白质为靶标的适配体筛选技术,讨论了各方法的缺陷与局限。介绍了核酸库的设计优化方法、适配体的序列特征,以及常用的亲和力表征方法。     

哈维氏弧菌与溶藻弧菌共有核酸适配体的筛选及鉴定

共有位点是指不同微生物上结构相同或相似的位点,有些共有位点是同种或同属微生物所共有的,可以作为微生物种属鉴定的标记位点。因此,筛选这些共有位点的共有核酸适配体,不仅有助于对这些微生物进行总量分析,对于相关微生物的种属鉴定也具有重要意义。本研究以哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)和溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)为靶目标,筛选这两种弧菌共有位点的共有核酸适配体。经过8轮筛选,适配体富集库的亲和力提高了24.1倍,同源性分析表明,适配体富集库呈明显的收敛性,表现了较好的筛选效率。对2个核酸适配体C14和C22的亲和性和特异性进行了研究,结果表明,这两个核酸适配体对哈维氏弧菌和溶藻弧菌都有较好的亲和性和特异性,但对哈维氏弧菌的亲和力要显著高于溶藻弧菌,而对非弧菌属的嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)和迟钝爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)的亲和力较弱。C14对哈维氏弧菌和溶藻弧菌的亲和常数(K_d)分别为55.76和82.88 nmol/L, C22对哈维氏弧菌和溶藻弧菌的亲和常数分别为33.97和43.9...     

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。     

胃腺癌核酸适配体的筛选与特异性研究

核酸适配体可作为分子探针应用于胃腺癌的早期诊断和治疗,具有广泛应用前景。本实验利用Serum-SELEX（Ser-SELEX）技术筛选胃腺癌核酸适配体。通过对候选适配体二级结构分析,其二级结构多为茎环结构。圆二色谱分析显示,7条候选核酸适配体呈右手螺旋特征。通过荧光定量核酸扩增检测系统（q-PCR）检测了候选核酸适配体对胃腺癌靶标的亲和力,表明候选核酸适配体浓度梯度与Ct值均呈正相关,亲和力常数为纳摩尔级别。利用q-PCR法、量子点法验证了候选核酸适配体识别靶标的特异性,结果均显示Apt-101对靶标亲和力更高,特异性更强,Apt-101的平衡解离常数（K_d值）为6.444±1.128nmol/L,特异性检测阳性率大于70%。     

蛋白质的核酸适配体筛选及应用的研究进展

核酸适配体是通过指数富集配体系统进化(SELEX)筛选方法获得的,能够与靶标分子高亲和力和特异性结合的单链DNA或RNA。蛋白质是一种非常重要的生物功能大分子,迄今为止,已经开发了许多SELEX技术,用于蛋白质的适配体的筛选。目前,适配体的筛选优化方法主要集中在提高筛选效率、降低筛选成本,以及提升适配体性能等方面,从而获得可与靶标分子以高亲和力和高特异性结合的适配体。适配体与靶标分子亲和力的表征是关键的筛选步骤,用于判定所筛选的适配体是否可以满足后续应用需求。本文归纳总结了2016年以来蛋白质靶标的适配体筛选的研究进展,对核酸适配体筛选过程中有关核酸库的优化方法和筛选方法的改进、新筛选方法的开发、核酸适配体的应用等方面的研究进行了评述。     

小分子靶标的核酸适配体筛选的研究进展

核酸适配体(aptamer)是通过指数富集配体系统进化(SELEX)技术筛选得到的核糖核酸(RNA)或单链脱氧核糖核酸(ssDNA)。核酸适配体通过高亲和力特异性地识别小分子、蛋白质、细胞、微生物等多种靶标,在生物、医药、食品和环境检测等领域的应用日渐增多。但目前实际可用的核酸适配体有限,其筛选过程复杂,筛选难度大,制约了其应用。与生物大分子、细胞和微生物等靶标不同,小分子靶标与核酸分子的结合位点少、亲和力弱,且靶标通常需要固定在载体上。此外,小分子靶标结合核酸形成的复合物与核酸自身的大小、质量、电荷性质等方面差异较小,二者的分离难度大。故小分子靶标的核酸适配体筛选过程与大分子和细胞等复合靶标相比有明显差异,筛选难度更大。因此需要根据其自身结构特点和核酸适配体的应用目的选定靶标或核酸库的固定方法,优化靶标核酸复合物的分离方法。本文介绍了不同类型小分子(具有基团差异的单分子、含相同基团分子和手性分子等)靶标的选择及其核酸适配体的筛选方法,并对核酸库的设计、与靶标结合的核酸的分离方法和亲和作用表征方法进行了介绍,列出了自2008年以来报道的40余种小分子靶标的核酸适配体序列和复合物的平衡解离常数(K_d)。     

与草甘膦特异结合的核酸适配体筛选及应用

通过体外指数富集配体系统进化(SELEX)技术,筛选靶向草甘膦核酸适配体A08。使用酶联寡核苷酸测定法(ELONA)和斑点印迹确认草甘膦核酸适配体A08与草甘膦的特异性,未观察到非特异性。基于ELONA平台,草甘膦检测限为4 ng/μL。圆二色谱(CD)实验表明,草甘膦核酸适配体A08形成茎环和分子内G-四链体,可以稳定存在于结合的磷酸盐缓冲溶液中。此外,亲和力实验显示草甘膦与核酸适配体之间具有强的结合力,解离常数(K_d)为38.38±9.094 nmol/L。基于草甘膦核酸适配体A08的ELONA法测定的准确性在真正的草甘膦样品中得到证实。获得的草甘膦核酸适配体A08为制备检测草甘膦试剂盒奠定了坚实的基础。     

基于适配体亲和毛细管电泳-激光诱导荧光检测的凝血酶分析

以一种高亲和力适配体作为亲和荧光探针,以自建的毛细管电泳-激光诱导荧光(CE-LIF)检测装置为基础,建立了一种高灵敏、快速测定人凝血酶的方法。荧光标记的凝血酶适配体特异性地与凝血酶结合并形成稳定的凝血酶-适配体复合物,采用CE-LIF对复合物进行分离检测,从而测定凝血酶浓度。探讨了盐离子种类及浓度对适配体与凝血酶结合的影响,并在选定的电泳条件下对凝血酶检测的线性范围、检出限和重现性进行了测定。结果表明,盐离子存在的条件下适配体与凝血酶的亲和力降低,不利于两者的结合;人血清溶液中,凝血酶浓度在0.25～10 nmol/L范围内与复合物峰面积具有良好的线性相关性(r20.991),检出限(S/N3)为55.6 pmol/L;精密度和回收率测定结果均能满足分析的要求。     

全细胞的核酸适配体筛选的研究进展

核酸适配体(aptamer)是从人工合成的随机单链DNA(ssDNA)或RNA文库中筛选得到的,能够高亲和力、高特异性地与靶标结合的ssDNA或RNA。核酸适配体的靶标范围广,可包括小分子、蛋白质、细胞、微生物等多种靶标。其中以细胞为靶标的适配体在生物感应、分子成像、医学诊断、药物传输和疾病治疗等领域有很大的应用潜能。但全细胞的核酸适配体筛选过程复杂,筛选难度大,筛选的适配体性能不佳是导致目前可用的适配体非常有限的主要原因。由于细胞表面蛋白质在提取纯化过程中分子结构和形态会发生改变,故以膜表面蛋白质为靶标筛选的适配体很难应用于识别整体细胞。以全细胞为靶标的核酸适配体筛选则不需要准确了解细胞表面的分子结构,筛选过程中可保持细胞的天然状态,以全细胞为靶标筛选出的核酸适配体有望直接用于全细胞识别。本文总结了2008~2015年全细胞的核酸适配体筛选的研究进展,介绍了靶细胞的分类、核酸库的设计、筛选条件和方法以及核酸适配体的亲和力表征方法等。并列出全细胞靶标的核酸适配体序列。     

利用亲和柱分离酶切产物制备抗体Fab片段

一个IgG型的抗体由两个Fab片段和一个Fc片段组成.Fab片段与整个抗体分子相比体积更小,从而更容易穿过细胞表面,实现细胞内检测;同时Fab片段去除了Fc片段的干扰,有助于避免在检测中出现假阳性的问题.     

毛细管电泳与核酸适配体高效筛选

指数富集配体系统进化(SELEX)技术是核酸适配体筛选的通用技术,精准高效的筛选方法和筛选策略设计是成功筛选适配体的关键。本文概述了本课题组自2007年以来,应用毛细管电泳(CE)技术研究核酸适配体高效筛选的有关工作,包括CE在核酸适配体筛选前、筛选中及筛选后各环节中的分析分离应用、不同蛋白靶的分类及筛选策略、多种CE筛选模式和多尺度靶标的核酸适配体筛选。同时,探讨了SELEX中存在的问题,并对其发展前景进行了展望。     

腐霉利核酸适配体的筛选与鉴定

本文通过氧化石墨烯-体外指数富集配体系统进化技术，筛选并获得靶向腐霉利的核酸适配体Pr-A06和Pr-A08,通过二级结构预测，两种核酸适配体形成茎环结构和分子内G-四链体，结构稳定。使用胶体金法初步鉴定Pr-A06和Pr-A08,研究结果表明Pr-A06和Pr-A08解离常数(K_d)分别为42.94±8.142 nmol/L、27.01±6.519 nmol/L,亲和力较好，并且特异性良好。Pr-A06浓度在0.1～1μg/mL之间有良好的线性范围，检测限为0.153μg/mL,Pr-A08浓度在0.05～1μg/mL之间有良好的线性范围，检测限为0.115μg/mL。本研究筛选的适配体为腐霉利的快速检测提供了新条件。     

基于硫代黄素T诱导G-四联体构成的生物传感器检测铅离子

硫代黄素T(ThT)荧光分子在自由状态下荧光强度很弱,通过在Tris-HCl缓冲液中加入Pb²⁺的适配体即富含G的DNA序列,可与ThT荧光分子形成G-四联体结构,使荧光信号迅速增强;向溶液中加入Pb²⁺,Pb²⁺与其适配体有很好的结合特异性,可生成更牢固的G-四联体结构,使ThT分子被释放出来,导致溶液的荧光强度降低,基于此可检测溶液中的Pb²⁺离子.实验中优化了缓冲溶液组成、ThT荧光分子浓度、Pb²⁺适配体浓度及反应时间等条件.结果表明,在10 mmol/L Tris-HCl(pH=8. 3,含2 mmol/L MgCl₂)缓冲溶液中,ThT荧光分子和Pb²⁺适配体的浓度分别为10μmol/L和200 nmol/L,反应10 min时,随着溶液中Pb2+浓度的增加,荧光强度减弱.Pb²⁺浓度在20～1000 nmol/L范围内时,荧光强度与Pb²⁺的浓度呈现良好的线性关系(R^...     

细菌的核酸适配体筛选的研究进展

核酸适配体(aptamer)是通过指数富集配体系统进化技术(SELEX)筛选的能够以高亲和力和高特异性识别靶标分子或细胞的核糖核酸(RNA)和单链脱氧核糖核酸(ssDNA)。作为化学抗体,核酸适配体的制备和合成比抗体的成本更低。核酸适配体的靶标范围极其广泛,包括小分子、生物大分子、细菌和细胞等。针对细菌靶标筛选的适配体,目前主要应用于食品、医药和环境中的细菌检测。细菌的核酸适配体筛选可以通过离心法将菌体-适配体复合物与游离的适配体分离,并通过荧光成像、荧光光谱分析、流式细胞仪分选、DNA捕获元件、酶联适配体分析等方法表征适配体与靶标的相互作用。筛选出的适配体可结合生物、化学检测方法用于细菌检测。本文介绍了细菌适配体的筛选和表征方法以及基于适配体的检测方法的最新进展,分析了不同检测方法的利弊,并列出了2011~2015年筛选的细菌的核酸适配体。     

毛细管电泳法快速测定保健食品中免疫球蛋白G

建立了毛细管电泳法快速测定保健食品中免疫球蛋白G(IgG)含量的方法,成功测定了不同剂型(片剂、粉剂及胶囊)牛初乳保健品中IgG的含量。以37 cm×50μm(i.d.)未涂敷熔融石英毛细管为色谱分离柱,50 mmol/L四硼酸钾 65 g/L聚乙二醇20 000(1 mol/L氢氧化铯调pH 10.0)为运行缓冲液,于214 nm波长处检测。详细研究了影响实际样品中IgG分离及准确定量的关键因素,如添加剂的种类、浓度;运行及样品缓冲液的浓度及pH等。采用峰面积外标法定量。方法的精密度为2.1%(n=7);检出限为6.25 mg/L(S/N=3);线性范围为50~2000 mg/L;400 mg/L IgG迁移时间的相对标准偏差(RSD)为0.14%;峰面积的RSD为2.9%(n=7)。6 m in内即可实现保健食品中IgG的分离与测定,结果与产品标示值基本吻合。