基于酶循环放大的DNA生物传感器用于检测食管鳞状细胞癌生物标志物蛋白PDGF-BB

食管鳞状细胞癌(ESCC)患者发病早期由于体内的肿瘤标志物种类少且含量低,难以在患病早期发现疾病从而快速反应并有效治疗.因此,找到一种合适的标志物对其进行快速高效检测是研究者亟待解决的问题.血小板衍生生长因子(PDGF-BB)在恶性肿瘤的早期诊断中具有极其重要的地位.该文基于酶循环放大荧光光谱设计了一种用于PDGF-B...     

一步法高通量可控制备生物相容水/水微囊及其响应释放

生物相容水/水微囊在药物递送、 医学治疗等领域具有重要应用. 本文通过设计同轴微流控器件, 结合数值模拟优化和流动阻力分析, 实现一步法高通量可控制备大小均匀、 尺寸可控、 壁厚可调、 生物相容的水/水微囊. 采用实验研究和数值模拟相结合的方式, 研究了微流控器件结构、 内相流速、 外相流速、 外相/空气界面张力、 内相/外相界面张力、 内相黏度和外相黏度等参数对水/水微囊直径和壁厚的调控规律. 通过微通道流动阻力分析, 设计多通道平行放大微流控器件, 实现尺寸均匀可控水/水微囊的高通量制备. 验证了生物相容水/水微囊作为活性物质的理想载体, 可以通过改变pH或溶解囊壁释放载体, 进而实现活性物质的pH响应释放, 为其实际应用奠定了基础.     

纳米材料在蛋白磷酸化分析中的应用研究

蛋白质磷酸化修饰是一种重要的蛋白质翻译后修饰,在细胞代谢过程中发挥着重要作用。当蛋白质的正常磷酸化调节发生异常时,会导致癌症、糖尿病、心脏病等各种疾病的发生。因此,蛋白磷酸化分析对于疾病的早期快速诊断、药物筛选和治疗等方面具有重大的意义。由于蛋白质磷酸化过程是动态的,并且磷酸化肽段或蛋白在生物样品中的含量较低,因此高灵敏的蛋白磷酸化分析面临着巨大的挑战。该文依据在检测过程中,选择性识别或捕获磷酸化的肽段或蛋白的主要机理,综述了近几年纳米材料对磷酸化肽段的富集和信号放大作用在蛋白磷酸化分析中的研究进展,并对其未来研究方向进行了展望。     

A novel electrochemical aptasensor for highly sensitive detection of thrombin based on the autonomous assembly of hemin/G-quadruplex horseradish peroxidase-mimicking DNAzyme nanowires

In this work, a new signal amplified strategy was constructed based on isothermal exponential amplification reaction (EXPAR) and hybridization chain reaction (HCR) generating the hemin/G-quadruplex horseradish peroxidase-mimicking DNAzyme (HRP-mimicking DNAzyme) nanowires as signal output component for the sensitive detection of thrombin (TB). We employed EXPAR’s ultra-high amplification efficiency to produce a large amount of two hairpin helper DNAs within a minutes. And then the resultant two hairpin helper DNAs could autonomously assemble the hemin/G-quadruplex HRP-mimicking DNAzymes nanowires as the redox-active reporter units on the electrode surface via hybridization chain reaction (HCR). The hemin/G-quadruplex structures simultaneously served as electron transfer medium and electrocatalyst to amplify the signal in the presence of H₂O₂. Specifically, only when the EXPAR reaction process has occurred, the HCR could be achieved and the hemin/G-quadruplex complexes could be formed on the surface of an electrode to give a detectable signal. The proposed strategy combines the amplification power of the EXPAR, HCR, and the inherent high sensitivity of the electrochemical detection. With such design, the proposed assay showed a good linear relationship within the range of 0.1 pM–50 nM with a detection limit of 33 fM (defined as S/N = 3) for TB.     

Molecularly engineered graphene surfaces for sensing applications: A review

Graphene is scientifically and commercially important because of its unique molecular structure which is monoatomic in thickness, rigorously two-dimensional and highly conjugated. Consequently, graphene exhibits exceptional electrical, optical, thermal and mechanical properties. Herein, we critically discuss the surface modification of graphene, the specific advantages that graphene-based materials can provide over other materials in sensor research and their related chemical and electrochemical properties. Furthermore, we describe the latest developments in the use of these materials for sensing technology, including chemical sensors and biosensors and their applications in security, environmental safety and diseases detection and diagnosis.     

数字核酸扩增检测技术的研究与应用进展

近年来,微纳尺度流体控制技术由于具备实现多相、多步和平行反应的优势,已成为传统分析手段的首选的补充和替代方法.其与核酸扩增方法的完美结合,有效推动了数字核酸扩增检测(Digital nucleic acid detection,dNAD)技术的建立与发展.作为可实现单分子水平检测的分析方法,dNAD技术已成为分子诊断领域重要的组成部分.本文回顾了dNAD技术的发展历程,阐述了其检测原理,以及相比于传统方法的优势,对其最新研究与应用进展进行了综述,并对其未来的发展进行了展望.     

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.     

实时荧光等位基因特异性扩增法快速检测K-ras癌基因点突变

将荧光定量PCR技术与等位基因特异性扩增(Allele specific amplification, ASA)方法相结合, 发展了一种可以快速检测基因点突变的实时荧光等位基因特异性扩增(Real-time ASA)方法. 将该法用于检测K-ras癌基因第12位密码子发生的点突变, 分别采用针对其不同点突变方式(GAT, GTT, CGT)设计的突变型引物对待测样品进行ASA, 只有突变型样品能被顺利扩增出双链DNA产物, 该产物才能与双链DNA染料SYBR Green Ⅰ结合, 发出荧光信号从而被检测到. 用该法检测31例结肠癌组织中的K-ras癌基因点突变, 其中有15例样品检出为突变型. Real-time ASA法可检测到样品中含量为1/1000的突变型基因, 具有灵敏、快速、简便、安全、高通量和低成本等优点, 可望用于大量临床样本的点突变筛查.     

聚多巴胺功能化的四氧化三钴纳米复合材料的制备及电催化性能

通过简单的自聚合反应在四氧化三钴表面包覆聚多巴胺膜,联合使用纳米铂和辣根过氧化物酶用于电催化还原过氧化氢。结果表明,聚多巴胺的使用增强后续纳米铂的负载量和辣根过氧化物酶的生物活性;四氧化三钴、纳米铂和辣根过氧化物酶的多重信号放大作用,大大增强了该复合材料的催化活性,提高了过氧化氢传感器的灵敏度。优化实验条件下,传感器对过氧化氢的检测范围为0.1~700 μmol·L^-1,检测限为0.08 μmol·L^-1。     

基于三聚氰胺膜电催化与酶催化放大的分子印迹电化学传感器测定绿麦隆

以三聚氰胺(MA)作为功能单体, 制备了一种检测环境中农药残留绿麦隆(CH)的分子印迹膜电化学传感器. 基于CH与辣根过氧化物酶(HRP)标记绿麦隆(HRP-CH)的竞争反应实现对CH的检测. 利用聚三聚氰胺膜(PMA)和HRP对过氧化氢的催化效应产生的双放大效应有效地提高传感器检测的灵敏度. 采用计时电流法测量, CH浓度与峰电流差值在0.01～0.8 μmol/L范围内呈现良好的线性关系, 检出限为2.64 nmol/L. 传感器对CH具有很好的选择识别性能.