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...     

基于羧基化单壁碳纳米角的荧光传感体系检测胰蛋白酶

构建了一种基于羧基化单壁碳纳米角（oxSWCNHs）的简单、灵敏的荧光传感体系用于胰蛋白酶的检测。实验中合成了水溶性的oxSWCNHs,并设计了一段羧基荧光素（FAM）标记肽段作为胰蛋白酶的底物,该底物能与胰蛋白酶进行特异性反应。当体系中没有胰蛋白酶存在时,FAM标记的肽段可以被oxSWCNHs强烈吸附,致使体系具有较低的荧光背景;当体系中有胰蛋白酶存在时,胰蛋白酶可以与其底物肽段发生特异性水解反应,导致FAM标记的肽段水解为单个氨基酸,致使FAM远离oxSWCNHs表面,FAM荧光不能被oxSWCNHs淬灭,体系具有较强的荧光强度,从而实现荧光传感体系对胰蛋白酶的检测。该传感体系线性范围为0～2.5μg/mL,可用于尿液中胰蛋白酶的测定。     

新型有机荧光染料嵌合的核壳荧光纳米材料的研制

采用油包水的反相微乳液方法,首次以羊抗人免疫球蛋白(IgG)标记的异硫氰酸荧光素(FITC)为核材料,成功地制备了FITC的核壳荧光纳米颗粒,克服了采用传统方法制备核壳荧光纳米颗粒中存在的荧光染料泄露的问题.制备的这种核壳荧光纳米颗粒比细胞小很多,且具有生物亲和性,可为纳米生物传感器件提供新型材料.基于该核壳荧光纳米颗粒的标记方法也为生物医学提供了一种新型的非同位素分析方法.     

基于非标记适配体结构变化荧光法检测黄曲霉毒素B1

构建了一种基于非标记适配体结构变化荧光检测黄曲霉毒素B1(AFB1)的方法。无AFB1时,一条非标记的AFB1适配体同时与2条短互补DNA链杂交,形成DNA双链结构,导致标记于其中一条互补DNA的3’端的荧光素（FAM）与标记于另一条互补DNA的5’端的淬灭剂（BHQ1）相邻近,发生荧光共振能量转移,FAM荧光被BHQ1淬灭。AFB1存在时,适配体与AFB1结合,而不与互补DNA发生杂交。此时,FAM与BHQ1距离较远,FAM荧光不能被淬灭。通过测量体系荧光强度变化可定量检测AFB1。方法检出限0.2 nmol/L,定量检测范围1.0 nmol/L～4.0μmol/L。该方法无需共价标记适配体,操作简便,特异性好,能够用于检测复杂基质样品中的AFB1。     

基于dsDNA模板的荧光铜纳米簇探针用于药物中乙酰半胱氨酸的无标记快速检测

以乙酰半胱氨酸为研究对象,以双链DNA为模板合成的铜纳米簇为荧光探针,建立了一种无标记荧光快速检测方法,并应用于药物的检测。研究发现,乙酰半胱氨酸与铜纳米簇之间可形成Cu-S金属配位键,随着乙酰半胱氨酸浓度的增加,铜纳米簇的荧光强度能够被有效地淬灭。在优化的条件下,方法对乙酰半胱氨酸检测的线性范围为0.2～2.5μmol/L,检测限为42.0 nmol/L,当其他分析物浓度高出10倍时,荧光强度几乎没有变化。该方法在药物样品中对乙酰半胱氨酸的检测,不需要任何荧光染料标记或复杂的DNA序列设计,检测过程均在室温下10 min内完成,加标回收率为99.0%～100.7%。方法适用于低浓度范围内乙酰半胱氨酸的检测。     

DNA/银纳米簇在分析检测中的应用

银纳米簇(AgNCs)为几个到数十个原子所组成的聚集体,核尺寸小于2 nm,具有优异的物理化学性质,常以聚合物、蛋白质、DNA等作为模板采用化学合成法制备,其中以DNA为模板合成的AgNCs(DNA/AgNCs)是一种新型的发光纳米材料,其突出的荧光特性和良好的生物相容性,被应用于纳米传感器、细胞标记与检测等多种分析领...     

基于蛋白模板金纳米簇及羟基氧化钴纳米片的激活型荧光纳米探针用于免标记和灵敏检测生物硫醇

该文基于牛血清白蛋白模板金纳米簇（BSA@AuNCs）与羟基氧化钴（CoOOH）纳米片构建了一种激活型荧光纳米探针用于生物硫醇的检测。带负电的BSA@AuNCs能通过静电吸附作用组装到带正电的CoOOH纳米片表面,与此同时,BSA@AuNCs的荧光由于内滤效应（IFE）有效地被CoOOH纳米片猝灭,形成BSA@AuNCs－CoOOH纳米探针。当向纳米探针溶液加入生物硫醇（0.05～150 μmol/L）时,生物硫醇与纳米探针中的CoOOH纳米片发生氧化还原反应,CoOOH纳米片被降解生成Co2+,同时释放出BSA@AuNCs,BSA@AuNCs荧光信号恢复。结果表明,该纳米探针可以检测低浓度的生物硫醇,对生物硫醇（半胱氨酸、谷胱甘肽和高半胱氨酸）的检出限为30 nmol/L。相对于其他的氨基酸、金属离子及糖类化合物,该纳米探针对生物硫醇具有较高的选择性并成功应用于人血清样品中生物硫醇的检测。     

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。     

基于碳纳米颗粒的荧光适配体传感器用于腺苷脱氨酶的检测

设计了一段羧基荧光素(FAM)标记的适配体,该适配体能与腺苷进行高亲和力和强特异性的结合,而不与肌苷发生作用。腺苷脱氨酶可以与腺苷发生脱氨反应,生成肌苷。基于上述原理,构建了碳纳米颗粒-适配体-腺苷荧光适配体传感器用于腺苷脱氨酶的检测。当体系中没有腺苷脱氨酶时,FAM标记的适配体与腺苷紧密结合,而不能被碳纳米颗粒吸附,体系荧光较强;当体系中存在腺苷脱氨酶时,腺苷变成肌苷,肌苷不与适配体结合,此时FAM标记的适配体被碳纳米颗粒吸附,FAM荧光淬灭,体系具有较低的荧光强度。该方法简单、灵敏,线性范围为0.25～3.125 U/mL,检出限为0.18 U/mL。与其它蛋白分子相比,方法对腺苷脱氨酶的检测具有高特异性。构建的传感器简单,再生性好,可用于标准加入法检测小鼠血清中的腺苷脱氨酶。     

双链铜纳米簇用于铅离子的超灵敏非标记检测

利用聚AT-TA的双链DNA为模板合成铜纳米簇,并作为荧光探针开发了一种荧光生物传感方法用于铅离子的检测。该方法设计是基于铅离子能有效地猝灭铜纳米簇的荧光,当有铅离子存在时,铜纳米簇的荧光强度减弱从而实现对铅离子的灵敏检测。方法用于铅离子的检测,检测时间只需15 min,检出限为5.2 pmol/L,特异性好(没有其它金属离子的干扰)。     

基于磁性纳米颗粒和金纳米粒子构建DNA电化学生物传感技术

本文构建了一种基于纳米粒子、茎环DNA和丝网印刷电极(SPCE)的电化学生物传感技术用于乳腺癌基因的快速、灵敏检测。该传感技术中,探针DNA的两端分别标记了巯基和生物素,巯基用于与金纳米粒子(AuNPs)作用,生物素用于与磁性纳米颗粒(MNPs)表面修饰的链酶亲和素作用以达到富集的目的,之后利用SPCE进行电化学检测。无目标DNA存在时,双标记DNA保持茎环结构,使得生物素分子很难和MNPs上的亲和素接触。一旦加入目标DNA,茎环结构打开,生物素得以与MNPs上的链霉亲和素发生特异性结合,形成的复合物(MNPs-DNA-AuNPs)通过磁性富集到SPCE表面,从而获得AuNPs的电化学信号。该DNA电化学生物传感对单碱基错配有良好的分辨能力,完全互补DNA的检出限为8.0×10-13 mol/L。     

基于功能纳米材料的灵敏生物传感策略

21世纪的第一个十年被称为＂传感的十载＂.功能纳米材料为灵敏的生物传感器件（包括光学和电生物传感）的制备提供了优秀的平台.这方面的大多数工作主要聚焦于不同纳米材料的生物功能化,例如金属纳米粒子、半导体纳米粒子和碳纳米粒子,功能化方式包括物理吸附、静电结合、特异性识别或共价键合.这些生物功能化纳米材料可以用作催化剂、电导体、光发射剂、载体或示踪剂,以获取被放大的检测信号、稳定的识别探针或生物传感界面.设计的信号放大策略已经极大地促进了不同领域中稳定、特异、具有选择性和灵敏的生物传感器的发展.本文介绍了基于功能纳米材料的一些生物传感新原理和检测新策略,也讨论了纳米材料的生物功能化方法和生物传感在蛋白质的免疫分析、DNA检测、糖分析和细胞传感中的应用.     

稳定AgNPs的绿色合成及在维生素C分析中的应用

以西瓜汁作为还原剂合成了稳定的银纳米颗粒(AgNPs),方法简单、高效且廉价.与传统方法制备的AgNPs相比,本法制备的AgNPs具有更高的稳定性,且合成条件温和、快速.此外,该AgNPs可用于维生素C的快速分析.当AgNPs与维生素C混合后,反应液即呈现出深黄色.在维生素C浓度为0.1~100μmol/L的范围内,AgNPs吸光度值与维生素C的含量呈现良好的线性关系,理论检测限达到0.079μmol/L.该法可应用于片剂中维生素C的检测,方法准确可靠.     

基于发夹结构DNA铜纳米簇的链霉素快速检测

建立了基于铜纳米簇(CuNCs)的免标记荧光生物传感器快速检测链霉素的方法。利用链霉素核酸适配体和双链茎设计并合成了发夹结构DNA(hpDNA)模板,富含AT的双链茎部分可以合成CuNCs。在CuNCs荧光传感体系中加入链霉素后,链霉素与核酸适配体结合,使hpDNA双链茎打开,CuNCs荧光强度明显下降。在优化条件下,该方法检测链霉素的线性范围为0.1～20 mg/L,线性回归方程为y=240.17-10.31x,线性回归系数r²为0.9954,检出限为4.36μg/L。该方法对牛奶样品的加标回收率为98.6%～104.8%。方法无需复杂的DNA序列设计、荧光标记,实验操作简单易行,适用于链霉素的快速检测。     

牛血清白蛋白修饰的近红外荧光纳米金顺磁标记分子探针

以光稳定性良好、 Stokes位移大且可近红外发射的谷胱甘肽包裹纳米金(GSH-AuNPs)为发光载体, 以4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基(4-NH₂-TEMPO)作为顺磁标记基团, 对构建发光-顺磁双模式传感分子探针进行了研究; 以牛血清白蛋白(BSA)为表面修饰剂, 通过调节荧光纳米金的表面状态, 改善顺磁标记微环境, 获得了基于顺磁基团识别诱导信号传导的荧光-顺磁双模式响应型分子探针. 顺磁标记BSA修饰GSH-AuNPs形成弱荧光-强顺磁复合物(GSH-AuNPs@BSA-TEMPO), 复合物中顺磁基团TEMPO经抗坏血酸还原后呈现出荧光增强和顺磁信号减弱现象, 表现出对抗坏血酸浓度相关的荧光Off-on与顺磁On-off的双模式响应.     

无标记电化学生物传感平台用于癌胚抗原的检测

基于目标物诱导DNA杂交链式反应(HCR)及银纳米颗粒(Ag NPs)自组装过程构建了无标记型电化学生物传感平台,并将其应用于癌胚抗原(CEA)的检测.在目标物存在的情况下,适配体对CEA进行特异性识别并结合,释放出与之互补的触发DNA链(t DNA).该t DNA能够被金电极上的捕获探针(c DNA)捕获,并启动HCR过程,使得两条发夹DNA链被相继打开并串联成长的DNA双链结构,带正电的Ag NPs通过与该DNA结构之间的静电作用大量自组装到电极表面,并产生强的电化学信号.在优化的实验条件下,该电化学生物传感平台能够在0.5 ng·L~(-1)到50μg·L~(-1)的浓度范围内实现对CEA的良好响应.     

基于荧光共振能量转移的核酸适配体传感器检测环丙沙星

建立了一种基于荧光共振能量转移（FRET）的核酸适配体传感器,并用于检测实际水体和牛奶中的环丙沙星（CIP）。为了防止羧基荧光素（FAM）被CIP猝灭,FAM和四甲基罗丹明（TAMRA）分别标记在互补单链DNA(FAM-cDNA)和适配体（TAMRA-APT）,通过DNA杂交发生FRET, TAMRA有效猝灭FAM的荧光。CIP加入后,其与FAM-cDNA发生亲和力竞争反应,CIP与TAMRA-APT形成结构更稳定的CIP/TAMRA-APT复合物,使体系FAM的荧光恢复。在优化条件下,本方法对CIP表现出高灵敏度和高选择性,检测浓度线性范围为0.01～1μmol/L,检出限为6 nmol/L;对实际水样和牛奶的加标回收率为90.4%～113.2%,相对标准偏差为1.8%～11%。该荧光适配体传感器具有成本低、灵敏度高、特异性好等优点,在环境中CIP残留快速检测方面具有良好的应用潜力。     

基于分子信标策略的CRISPR/Cas12a荧光传感器用于循环肿瘤DNA的放大检测

构建了一种以分子信标（Molecular beacon, MB）为信号探针的CRISPR/Cas12a生物传感器,用于循环肿瘤DNA(Circular tumor DNA, ctDNA)的快速放大检测。MB具有良好的稳定性,其颈部末端分别标记有荧光素（FAM）和四甲基罗丹明（TAMRA）两种荧光基团。ctDNA不存在时,CRISPR/Cas12a体系无活性,无法切割MB,因此MB两端的荧光基团由于形成发夹结构的颈部相互靠近而发生荧光共振能量转移（Fluorescence resonance energy transfer, FRET）,显示出TAMRA的荧光。当ctDNA存在时,ctDNA特异性识别Cas12a/crRNA二元复合物并激活Cas12a的反式切割活性。由于单链DNA是Cas12a最敏感的底物,因此MB的环部单链首先被切割,继而引起颈部双链的解离而导致两种荧光团彼此远离,无法发生FRET,最终显示出FAM的荧光信号。对MB环部的碱基数目、MB浓度以及crRNA与Cas12a的浓度比例等实验条件进行了优化。在最优条件下,1.7～500 pmol/L范围内,ctDNA浓度与传感...     

基于邻苯二胺与Ag+构建荧光探针检测邻苯二酚

本文利用Ag⁺氧化邻苯二胺(OPD),生成银纳米颗粒(AgNPs)和橘黄色的荧光物质2,3-二氨基吩嗪(OPDox)。邻苯二酚(CC)有2个相邻的酚羟基,在弱碱性介质中,容易通过氧化自聚黏附在AgNPs表面,抑制了AgNPs对Ag⁺与OPD之间反应的催化作用,导致生成OPDox的量减少,荧光强度下降。据此,建立一种原位构建OPDox荧光探针测定水中CC的方法。在最佳实验条件下,体系荧光强度的变化(ΔF)与CC浓度在0.080～1.0μM范围内呈现良好的线性关系,该方法的检出限为0.024μM。一些常见的酚类化合物,如间苯二酚(RC)、对苯二酚(HQ)等不干扰测定。该方法灵敏,操作简单,可以应用于水样中邻苯二酚的选择性检测。     

基于NaYF4:Yb,Er上转换荧光纳米颗粒精准检测DNA

建立了一种利用碱基堆积原理并以上转换纳米粒子荧光作为内参的精准检测DNA的方法。该方法首先利用热分解法制备NaYF_4∶Yb,Er上转换荧光纳米颗粒(upconversion nanoparticles,UCNPs),再通过表面羧基化变性牛血清蛋白修饰后与氨基化探针核酸单链共价偶联,形成上转换荧光标记显示探针。最后再基于碱基堆积原理进行杂交检测。研究结果表明以NaYF_4∶Yb,Er荧光强度为内参,根据FAM/UCNP的强度比来定量检测目标DNA浓度比单一的以报告DNA中FAM荧光强度定量检测目标DNA浓度要更为精准,有效地避免了实验中出现的人为操作和仪器误差。本方法不需要进行扩增,检测底限可达到5 nmol·L~(-1),且在较大的浓度范围内有较好的线性关系,同时该方法也有着良好的特异性,能有效区分单碱基错配序列。