基于纳米金与纳米银簇间表面等离子增强能量转移效应特异性检测microRNA

microRNAs(miRNAs)的灵敏检测对临床诊断具有十分重要的意义.本研究采用偶联DNA聚合酶和核酸内切酶介导的恒温扩增反应实现靶标循环再生的策略,利用纳米金(AuNPs)与纳米银簇(AgNCs)间表面等离子增强能量转移效应,开发了一种miRNA定量检测方法.在AuNPs表面组装两种探针(Probe a和Probe b)制备响应元件Probe b-Probe a-AuNP,其中Probe a通过3′端巯基共价偶联到AuNPs表面,此外具有靶标miRNA互补序列、核酸内切酶酶切序列和Probe b互补序列,Probe b为荧光AgNCs合成模板.靶标miRNA存在时,启动酶级联恒温扩增反应,导致Probe b脱离AuNPs表面,抑制了Probe b为模板合成的AgNCs与AuNPs间表面等离子增强能量转移效应,使得反应体系荧光信号增强.本方法的检出限为2.5×10-11 mol/L,与miRNAs商业化检测试剂盒相比,避免了逆转录反应,而且操作简单,检测成本低,可应用于生物样本中miRNAs分析.     

基于核酸适配体信号置换结合循环扩增的液相色谱法检测4种生物胺

生物胺的含量是衡量食品卫生状况和药物纯度的重要标志之一,建立食品药品中生物胺的精准、灵敏检测具有重要的实际意义。该文基于核酸适配体置换生物胺信号源并结合荧光信号循环扩增的策略,建立了一种新型的同时检测鱼肉、猪肉和抗生素中4种生物胺的高效液相色谱法(HPLC)。首先通过两步信号置换,将无荧光信号的目标物转换为有荧光信号的核酸探针;再结合双链特异性核酸酶辅助信号扩增策略,获取大量不同长度和碱基序列的核酸探针;最后借助HPLC平台实现实际样品中多种生物胺信号的精确识别。文章研究了核酸探针的碱基序列和长度对出峰时间和前后顺序的影响,以提高荧光信号的区分度。通过正交实验探讨了柱温、流速和梯度洗脱过程、反应温度、孵化时间等对信号分离的影响,确定最优条件,提高信号的分离效率。该方法对目标物酪胺、组胺、精胺和色胺的检出限分别为0.25、0.21、0.27和0.19 pmol/L,线性范围为1 pmol/L~1 μmol/L。通过对硫酸大庆霉素、鱼肉和猪肉样品中生物胺含量进行检测,研究了该方法检测实际样品的可行性。该方法可精准识别、捕获和分离复杂基质样品中的生物胺组分,能有效提高对目标分析物的选择性,并降低实际样品中的基质干扰,有望为食品药品分析领域提供一种新的思路。     

基于酶辅助的比率型电化学适配体传感器用于前列腺特异性抗原检测

基于核酸外切酶Ⅲ(ExoⅢ)辅助靶标循环策略,构建了比率型电化学适配体传感器,并用于前列腺特异性抗原(PSA)的检测。利用亚甲基蓝(MB)作为内置参考信号,当PSA存在时,发夹探针1(HP1)的适配体序列与PSA特异性结合,引起ExoⅢ的2次切割过程,从而实现2次循环扩增反应,导致电极上更多的MB标记的发夹探针3(MB-HP3)被切割;再加入二茂铁(Fc)标记的DNA链(Fc-DNA)与MB-HP3酶切后的片段进行杂交;最终,Fc的信号(I_Fc)增加,而MB的信号(I_MB)基本保持不变。在最佳条件下,I_Fc/I_MB与PSA浓度的对数值在0.001～100 ng/mL范围内呈良好的线性关系,检出限为0.24 pg/mL。该传感器在临床实际样品检测中具有较好的应用前景。     

重组酶聚合酶扩增:扩增原理及性能分析

脱氧核糖核酸(DNA)放大技术对于核酸检测(NAT)至关重要. 聚合酶链式反应(PCR)虽然是核酸检测的基准扩增技术, 但其主要适用于条件较好的中心实验室. 重组酶聚合酶扩增(RPA)是一种非常有潜力的等温扩增技术, 对仪器设备依赖性小, 适用于资源贫乏地区. 因此, 该技术在核酸检测时不受实验场所限制, 非常适合即时检测(POCT). 作为一种正在快速发展的扩增技术, RPA也存在阻碍其进一步发展的缺陷. 本文对RPA的扩增原理和扩增性能进行了总结, 重点讨论了对扩增性能至关重要的引物重组和ATP动态平衡调控过程, 并概述了RPA存在的缺陷和潜在的解决方向.     

双链特异性核酸酶介导的高灵敏度microRNA分析

基于氧化石墨烯(GO)对荧光标记单链DNA探针的荧光猝灭效应以及双链特异性核酸酶(DSN)选择性切割DNA/RNA杂合结构中DNA单链的特性,本文建立了一种新型恒温信号放大方法用于microRNA(miRNA)的高灵敏度检测.靶标miRNA首先与荧光DNA探针杂交,DSN能够特异性地将杂合双链中的DNA探针水解为碎片但不会降解miRNA,GO对酶切产生的寡核苷酸碎片吸附能力显著降低,使得荧光基团远离GO表面而不被猝灭.释放出的miRNA可再次发生与荧光DNA探针杂交、DSN酶切等反应,如此反复,可实现恒温条件下一个miRNA分子与多个探针杂交、酶切、释放荧光基团的循环过程,最终体系的荧光信号得到显著放大,通过记录体系的荧光信号即可实现对靶标miRNA的灵敏检测.     

细胞内源性分子辅助荧光信号放大策略及细胞成像

细胞内原位信号放大策略是检测低丰度内源性目标物的有效手段, 但多数信号放大策略依赖于外源性辅助物, 不可避免地改变细胞内微环境, 进而对机体造成一定干扰. 针对此问题, 可利用细胞内源性物质(如金属离子、 核酸、 蛋白酶等)实现原位荧光信号放大, 对不同生物标志物进行荧光成像, 此方法对低丰度靶分子检测及成像具有重要意义. 本文对内源性物质辅助信号放大及细胞内荧光成像相关研究进行了归纳整理, 介绍了内源性核酸、 酶、 蛋白质、 三磷酸腺苷(ATP)和金属离子辅助信号放大策略, 并探讨了其信号放大机理; 总结了内源性物质辅助信号放大探针在低丰度物质检测及成像方面的研究进展; 最后展望了该策略在细胞成像方面的优势及应用前景.     

基于酶辅助靶标循环的适体传感器灵敏检测中药中黄曲霉毒素B1

该文基于酶辅助靶标循环信号放大策略构建了用于黄曲霉毒素B1(AFB1)高灵敏检测的化学发光适体传感器。以G-四链体/氯化血红素DNA酶为信号分子设计了免标记的适体探针H1-S1和发夹探针H2。适体探针结合目标AFB1,在核酸外切酶I辅助下,触发靶标循环反应产生发夹H1。发夹H1与H2杂交,释放出完整的G-四链体序列,并进一步与氯化血红素结合形成G-四链体/氯化血红素DNA酶。DNA酶通过催化氧化鲁米诺-H2O2化学发光体系产生化学发光信号,实现AFB1的放大检测。在最优实验条件下,化学发光强度与AFB1质量浓度的对数在0.001~100 ng/mL范围内呈良好的线性关系,相关系数(r2)为0.9955,检出限为0.93 pg/mL,回收率为93.7%~107%。该适体传感器操作简单、灵敏度高、特异性好,在黄曲霉毒素污染检测方面具有良好的应用前景。     

基于核酸切割酶与脱氧核酶的荧光循环放大系统检测铅(Ⅱ)

利用核酸切割酶(Nicking endonuclease)识别特定DNA双链并切割其中某条单链的性质,构建了基于8-17E脱氧核酶(8-17E DNAzyme)的pb2+荧光循环放大检测方法.pb2+可激活8-17E脱氧核酶水解RNA底物,产生并释放出的单链与分子信标探针( Molecular beacon,MB)杂交,导致其茎环结构被破坏,荧光信号恢复;同时形成含有核酸切割酶Nt.BbvCI识别位点的双链区域.在核酸切割酶Nt.BbvCI的作用下,分子信标探针被切割释放,游离出来的单链可与其它分子信标重新杂交,从而触发下一轮酶切,引起荧光检测信号的循环放大.本方法避免了8-17E脱氧核酶与底物链的修饰,最低可以检测出水溶液中1.0×10-10 mol/L Pb2+,并在2倍浓度的Zn2+,以及5倍浓度的其它干扰金属离子存在的情况下对pb2+显示出良好的选择性.本方法对环境水样中pb2+的标准加样回收率为96.1％～108.0％.     

食源性致病菌等温扩增检测技术的研究进展

快速可靠的食源性致病菌检测方法是保障食品安全的关键。然而,传统培养法的检测周期过于冗长,无法适应对时间敏感度较高的现场或在线检测。为此,研究人员开发了多种以快速和高灵敏度为主要特征的等温扩增技术及相应的检测产品,为食源性致病菌的现场或在线检测提供了强有力的技术支撑。该文对环介导等温扩增、滚环扩增、链置换扩增、切口酶信号扩增、核酸外切酶Ⅲ辅助扩增5种等温扩增方法的原理及其优缺点进行了梳理和比较。在此基础上,分析了等温扩增方法在细菌活性识别、非特异性扩增、前处理效率、检测通量4个方面所遇到的共性问题,并结合作者已有工作,提出了解决这些问题的方法或策略。     

发卡型万能传导在基于核酸分子线路的基因诊断中的应用和性能优化

核酸等温扩增技术作为核酸体外扩增技术,其反应过程始终维持在恒定温度下。与聚合酶链反应相比,核酸等温扩增反应具有优异的便携型,因而被视为最有望实现基因快检甚至即时快检的体外基因扩增方法。然而,由于反应过程中假阳性扩增频发、反应后对产物的检测方法缺乏特异性和灵敏度等缺点,限制了其在实际分析检测中的应用。通过构建发卡型结构万能中转探针,成功地将恒温扩增产物转到一套性能良好的已知核酸分子线路上;借助核酸分子线路的百倍放大性能和序列特异性,实现对上游基因序列信息的精准识别和放大信号输出。针对不同的待测序列,仅需改变发卡型中转探针的序列,即可实现对不同序列目标物的检测。基于中转探针的重要性,本研究对中转探针的设计原理和方法进行了重点阐述,提出并验证了一套行之有效的普适性设计规律,确保中转探针良好的中转效率(信噪比)。利用这一规律获得的中转探针,与核酸分子线路偶联,可成功为低至近单分子(20个拷贝)的模型基因提供显著荧光和电化学信号输出。     

基于核酸适体检测ATP的酶联分析新方法

基于核酸适体对靶标的特异性识别和辣根过氧化物酶(HRP)的高效催化反应, 发展了一种用于检测三磷酸腺苷(ATP)的酶联核酸适体分析新方法. 核酸适体和靶标的特异性结合导致与核酸适体杂交的短链DNA解链, 解离的DNA通过杂交被固定在另一酶标板的DNA捕获. 解离的DNA预先标记了异硫氰酸荧光素(FITC)基团, FITC特异性结合HRP标记的FITC抗体, HRP作为信号传导元素催化四甲基二苯胺(TMB)底物显色, 通过颜色变化及450 nm波长处吸光度的变化检测ATP. 该方法对ATP具有良好的选择性, 检测不受其它物质如GTP, UTP和CTP的干扰, 且检测能在较复杂的试样(体积分数10%和50%的血清)中进行. 实验结果表明, 在ATP浓度为50~400 nmol/L范围内, 具有良好的线性关系, 检出限为26 nmol/L.     

基于核酸外切酶Ⅲ信号放大技术的荧光适配体传感器用于卡那霉素的检测

建立了一种基于核酸外切酶Ⅲ(Exo Ⅲ)和碳纳米颗粒(CNPs)的信号放大体系用于卡那霉素(KAN)检测的新方法。合成了水溶性的CNPs,并设计合成了不同序列的DNA,具体包括:卡那霉素适配体(Apt),羧基荧光素标记的信号DNA探针(FAM-DNA)和互补链cDNA。当体系中不存在KAN时,Apt与cDNA可以杂交形成双链DNA,体系中FAM-DNA处于单链状态,Exo Ⅲ不能水解单链DNA;此时,体系中加入CNPs,单链FAM-DNA被CNPs吸附,荧光发生淬灭;在KAN存在下,Apt与其靶标KAN特异性结合,此时FAM-DNA与cDNA杂交形成双链DNA,由于CNPs对双链DNA吸附较弱,DNA探针的荧光不发生淬灭。ExoⅢ可以特异性的从3’-端对FAM-DNA降解,释放FAM荧光团和cDNA,该体系通过"降解-杂交"循环,最终释放出大量的FAM荧光团。由于CNPs对FAM具有较低的亲和力,释放出的FAM不能吸附在CNPs表面,FAM荧光不会发生淬灭,实现荧光信号放大扩增作用。方法线性范围为50～100 nmol/L,检测限为2.5 nmol/L。该方法可用于实际样品牛奶中卡那霉素的检测。     

MicroRNA分析方法进展*

MicroRNAs（miRNAs）是一类对基因表达具有调控作用的非编码小分子RNA (18–23 碱基)。MiRNA在动植物中普遍存在,并且在动植物的生长、发育、分化和生殖等过程中发挥着重要作用。人类约30%的基因受miRNA调控,并且miRNA的表达水平与人类重大疾病密切相关。MiRNA的定量检测和表达分析对深入理解其作用机制、疾病的诊断与治疗以及相关基因药物的开发等具有重要意义。MiRNA检测一般是基于核酸杂交和扩增原理,方法主要有Northern印迹、微阵列芯片、原位杂交、实时反转录聚合酶链式反应（PCR）、滚环扩增和基于共轭聚合物的检测等。随着miRNA在不同生物中的大量发现和对其功能的深入研究,miRNA的检测方法不断改进和完善,新的扩增、探针标记技术和检测技术不断被开发。本文综述了miRNA检测方法的研究进展,评述了各类方法的优缺点,并对miRNA检测的发展趋势进行了展望。     

基于金属有机骨架材料和酶切放大的适配体荧光法检测副溶血性弧菌

基于铜基金属有机骨架(Cu-MOF)的荧光猝灭性质、核酸适配体的选择识别能力及核酸外切酶的水解放大信号作用,建立了一种快速检测副溶血性弧菌(V.P)的适配体荧光法.该文在室温下合成Cu-MOF,对其形貌、结构、荧光猝灭机理进行了系统研究,考察了Cu-MOF的体积、猝灭时间、核酸外切酶用量、恢复时间及试剂加入顺序等分析条...     

基于生物条形码与酶切放大的ATP荧光检测新方法

建立了基于纳米金生物条形码和酶切循环放大技术的荧光传感器用于高灵敏、高选择性检测ATP。通过ATP与核酸适体的特异性识别作用,将修饰有大量信号探针的纳米金条形码捕获到磁性微球表面。与释放的信号探针杂交后,分子信标的发卡结构被打开,荧光恢复。结合酶切技术使信号探针循环利用,显著增强荧光信号。在1~30 nmol/L范围内,ATP浓度与荧光信号呈良好的线性关系,检出限为0.5 nmol/L。用于细胞裂解液中ATP的测定,结果与HPLC方法接近。     

核酸工具酶辅助的信号放大技术在生物分子检测中的应用

核酸工具酶具有催化能力高、序列识别能力强、反应条件温和以及生物相容性好等优势,因而被广泛地应用于核酸、蛋白质和小分子等生物活性分子的分析检测。本文主要对核酸工具酶进行介绍,并对应用于生物分子检测的一些核酸工具酶辅助的信号放大技术进行较为全面的综述,并展望了该技术的应用前景。     

检测急性早幼粒细胞白血病PML/RARα融合基因的电化学传感器研制

针对急性早幼粒细胞白血病(APL)中PML/RARα融合基因的碱基序列,设计了锁核酸(LNA)修饰的发夹结构捕获探针,结合信号探针构建新型的"三明治"电化学传感模式.信号探针末端修饰的生物素可与酶上的亲和素结合,通过检测酶催化H2O2氧化底物3,3＇,5,5＇-四甲基联苯胺(TMB)产生的电化学信号,实现对靶序列的检测...     

基于核酸外切酶Ⅲ诱导的双重信号放大与MoS2纳米片荧光碎灭性质的核酸检测方法

将核酸外切酶Ⅲ诱导的双重信号放大技术与MoS2纳米片的荧光猝灭性质结合,构建了一种高灵敏高选择性的DNA检测方法.首先设计两条末端修饰荧光基团的探针核酸(HP1和HP2).由于两条探针核酸具有3'粘性末端,使其不会被核酸外切酶Ⅲ降解,因而被吸附于MoS2纳米片而猝灭其荧光.当目标DNA存在时,会促使核酸外切酶Ⅲ启动双重信号放大反应,并将探针核酸降解成大量的不能吸附于MoS2纳米片表面的荧光碎片.在优化条件下,目标DNA浓度在0.5~6.0 pmol/L范围内与荧光信号变化呈良好的线性关系,检出限为0.28 pmol/L.与单重信号放大技术相比,本方法极大改善了分析灵敏度和检出限,且具有良好的单碱基错配区分能力.     

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.     

高效液相色谱法与酶免疫法快速测定鲫鱼中残留显/隐色孔雀石绿的比较

采用高效液相色谱(HPLC)法与酶免疫法(EIA)两种方法检测鲫鱼中残留显/隐色孔雀石绿的含量,对这两种分析方法所得的回收率进行了比较,当添加浓度在5.0～50.0 μg·kg-1时,其中 HPLC 法所测得的回收率为 68.2%～90.0%,相对标准偏差小于7.0%,检出限为 2 μg·kg-1;EIA 法所测得的回收率为 72.4%～92.3%,相对标准偏差小于 6.8%,检出限为1 μg·kg-1;两种方法均具有高效、快速、稳定的特点,能满足日常检验工作的需要.