基于免标记发夹型探针和核酸外切酶Ⅲ的荧光信号放大DNA检测

设计合成了一种长臂发夹型核酸探针,结合核酸外切酶Ⅲ水解反应建立了一种免标记荧光信号放大高灵敏检测DNA的新方法.当不存在靶DNA时,SYBR GreenⅠ荧光染料能够嵌入发夹型探针的茎部而发出很强的荧光,而当存在靶DNA并与发夹型探针杂交后,核酸外切酶Ⅲ从杂交产物的3'端开始水解发夹型探针,释放出靶DNA,并触发下一个酶水解反应,同时SYBR GreenⅠ染料也随发夹型探针水解而释放,导致荧光信号降低,从而实现了对DNA的免标记荧光信号放大高灵敏检测.该方法的检出限低至320 fmol/L,比传统双标的分子信标的方法降低了4~5个数量级,且该方法还具有免标记、简单、快速的特点.     

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。     

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.     

基于银纳米粒子构建荧光传感平台用于核酸检测

报道了基于银纳米粒子构建的荧光传感平台,并用于核酸检测.此荧光传感平台对核酸检测基于以下策略:首先,荧光团标记的单链DNA探针被吸附到银纳米粒子的表面,荧光团与银纳米粒子近距离接触,发生荧光猝灭;加入与探针DNA序列互补的目标DNA,两者杂交形成双链DNA,并从银纳米粒子的表面脱离,荧光得到恢复.这种银纳米粒子构建的荧...     

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.     

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。     

基于聚多巴胺纳米粒子的荧光共振能量转移法检测microRNA

基于聚多巴胺纳米粒子(PDA NPs)对Cy5标记单链DNA(Cy5-ssDNA)探针的荧光猝灭效应以及脱氧核糖核酸酶Ⅰ(DNaseⅠ)选择性切割DNA/RNA杂合结构中单链DNA的特性,建立了一种用于微小核糖核酸(miRNA)检测的新型恒温信号放大方法.在优化的实验条件下,体系的相对荧光强度(FR)与miR-21浓度的对数值成正比;对miR-21检测的线性范围为10 pmol/L~100 nmol/L,检出限达7 pmol/L.血清加标实验结果表明,该方法可用于生理环境下miR-21的检测.     

基于目标物诱导置换及纳米金催化的新型荧光技术检测腺苷

在一定条件下, 磁性纳米颗粒上修饰的腺苷核酸适体与纳米金标记的核酸探针杂交; 再加入目标物腺苷诱导适体构象变换, 并置换出金标探针; 经磁场分离后, 游离的金标探针进一步用于催化抗坏血酸还原铜离子, 使铜离子对钙黄绿素的荧光猝灭得到抑制. 由于极少量的纳米金能够催化大量铜离子还原并沉积在其表面, 铜离子浓度急剧降低, 从而改变钙黄绿素的荧光信号. 实验结果表明, 腺苷的动力学响应浓度范围为100 pmol/L~10 nmol/L, 检出限低至80 pmol/L. 核酸适体的高度特异识别性能保证了该方法具有良好的选择性.     

基于荧光标记核酸探针及核酸染料SYBR GreenⅠ定量检测单链DNA

建立了同步双色荧光定量检测单链DNA的方法。利用氧化石墨烯将荧光标记核酸探针的荧光猝灭,而当其与待测液中的目标DNA发生杂交反应,生成的双链DNA脱离氧化石墨烯而使得染料荧光得以恢复,同时生成的双链DNA与核酸染料SYBR GreenⅠ结合,使荧光增强。在优化条件下,目标DNA浓度在1×10"10～2×10"9mol/L范围内时,两种荧光染料的荧光强度之和与目标DNA的浓度之间具有良好的线性关系,拟合的回归方程为y=63.388x+9.3862,R2=0.9954,检出限为85 pmol/L。本方法灵敏度高、准确性及选择性好。     

阳离子荧光共轭聚合物结合纳米颗粒用于DNA检测

利用纳米颗粒对目标DNA的富集、分离作用以及阳离子荧光共轭聚合物良好的荧光特性,建立了一种特异性检测DNA的新方法.首先将标记有猝灭基团的DNA捕获探针修饰到纳米颗粒上,捕获互补的DNA分子;然后加入S1核酸酶,除去未捕获到互补DNA的捕获探针;最后用Dnase Ⅰ将颗粒上的双链切断,使猝灭基团从纳米颗粒上解离下来,与阳离子荧光共轭聚合物结合并猝灭其荧光.结果表明,目标核酸的浓度与该聚合物的荧光猝灭程度正相关,且具有良好的特异性,线性响应范围为5.0～40 nmol/L; 检出限为3.7 nmol/L(S/N=3).     

基于靶序列循环及DNA长距自组装的电化学传感器用于乳腺癌相关序列c-erbB2的检测

基于"核酸外切酶(ExoⅢ)辅助靶序列循环"和"DNA长距自组装"两种信号放大技术研制了一种DNA电化学生物传感器,并将其用于乳腺癌相关靶序列的高灵敏、高特异性检测。通过将发卡型探针固定在金电极表面,当靶序列存在时,在ExoⅢ的辅助下,发生杂交、酶降解、再杂交的第一重信号放大过程。接着在电极表面加入两条辅助探针,即可发生级联式杂交,形成长距超级"三明治"DNA结构。该结构可吸附大量的电活性分子六氨合钌配合物(RuHex),产生很强的电化学信号,从而实现信号的第二重放大。实验结果表明,在最佳条件下,该传感器的线性范围为10 amol/L~10 pmol/L,检出限达到8 amol/L,而且能较好地识别完全互补和错配序列,有望用于临床实际样本中超低含量靶序列的检测。     

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...     

基于核酸外切酶Ⅲ信号放大的比率型荧光传感器检测致病菌基因

食源性致病菌严重威胁着公众健康。本研究基于荧光共振能量转移原理,以Cy3和Cy5作为荧光供体和受体基团,利用核酸外切酶Ⅲ(ExoⅢ)增强检测信号,构建了比率型荧光传感器,用于高灵敏度检测致病菌基因。分别标记有Cy3的R1-DNA和标记Cy5的R2-DNA形成双链R1/R2,在Cy3的激发光波长激发下,由于发生荧光共振能量转移,Cy3的荧光被猝灭而产生Cy5的荧光信号。致病菌靶基因(大肠杆菌Lac Z基因)的存在可将R1/R2双链解旋,使得Cy3远离Cy5,导致Cy3的荧光恢复而Cy5的荧光信号降低。在ExoⅢ作用下,Cy3与Cy5的信号变化进一步增大。在优化的实验条件下,荧光信号变化与靶基因在10~2000 pmol/L浓度范围内呈现良好的线性关系,检出限为5.29 pmol/L。所采用的比率型信号检测策略极大地降低了假阴性、假阳性检测结果的产生,增强了检测特异性。     

双链荧光核酸适体探针用于蛋白质的简便快速检测

发展了一种基于双链荧光核酸适体(F-Aptamer)探针的简单快速检测蛋白质的分析方法.该双链荧光Aptamer探针由一条带荧光标记的Aptamer探针和带猝灭标记的互补DNA组成,当靶蛋白存在时,能形成比双链荧光Aptamer探针更稳定的F-Aptamer/蛋白质复合物,并发出荧光,从而实现对蛋白质的简便快速检测,检测线性范围为6~100 nmol/L,检出限为6 nmol/L.该方法设计简单,对核酸适体分子的大小和空间结构没有要求,可作为一种通用的基于F-Aptamer识别机理的蛋白质检测方法.     

基于核酸外切酶Ⅲ和G-四链体无标记检测Pb~(2+)的荧光传感器

基于核酸外切酶Ⅲ(ExoⅢ)的水解特性以及Pb~(2+)诱导富含G碱基的DNA(G-DNA)形成G-四链体结构的特点,以荧光染料SYBR GreenⅠ(SGⅠ)为信号探针,一端带有3'凸末端的线性双链DNA(G-dsDNA)为识别探针,建立了一种新型无标记检测环境样品中Pb~(2+)的荧光传感方法。研究了不同浓度Pb~(2+)引起体系荧光强度变化的规律,考察了SGⅠ、ExoⅢ的浓度、溶液pH以及稳定时间等因素对检测灵敏度的影响。结果表明:在优化的实验条件下,Pb~(2+)浓度在2.0～50.0 nmol/L范围内与体系荧光强度的变化呈良好的线性关系,检出限为0.7 nmol/L。常见金属离子对Pb~(2+)的检测无明显干扰,方法具有良好的选择性。     

基于双酶切级联信号放大的核酸检测方法

利用茎环结构定位探针构建了一个基于双酶切反应的级联信号放大体系,并将其用于核酸的检测.在该体系中,茎环结构定位探针首先是内切酶Tth EndonucleaseⅣ的作用底物,被剪切后又作为定位探针介导切口酶Nt.Bst NBI对分子信标实施剪切,将这2步剪切反应结合起来可有效克服切口酶对于目标核酸中特定识别序列的依赖,同时进一步提高了检测灵敏度.实验结果表明,荧光信号与目标DNA浓度的对数值呈线性相关,响应范围为1 pmol/L～1 nmol/L,并且具有良好的识别单碱基变异的能力.此外,本方法序列设计简单,通用性强,仅改变定位探针的部分序列即可实现对不同目标DNA的检测.对掺杂于血清中的目标DNA的检测结果验证了本方法在实际样品检测中的应用潜力.     

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.     

5'核酸外切酶特异性荧光探针的设计和应用

根据5'核酸外切酶与底物间相互作用的特点,设计开发了对其具有高选择性、高灵敏度的DNA荧光探针。该探针对5'外切酶的线性响应范围为0.005~0.1 U/m L,检测限为0.005 U/m L。方法可用于人血清样品中5'外切酶的一步快速测定,测得正常人血清中5'外切酶的含量为0.09±0.01 U/m L,回收率为100%±5%(n=3)。该研究为实时监测生物样品中5'核酸外切酶的含量变化提供了有力的工具,也将有助于深入研究核酸损伤的修复途径。