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.     

毛细管固定过氧化物酶流动注射化学发光法测定过氧化氢的研究

利用固定有辣根过氧化物酶的毛细管柱作为反应器与流通池,建立了一种简单、快速检测过氧化氢的流动注射化学发光分析新方法.当鲁米诺和过氧化氢的混合溶液流经反应器时,辣根过氧化物酶催化过氧化氢氧化鲁米诺产生化学发光.在选定的实验条件下,化学发光信号与过氧化氢的浓度在3.0×10-8～1.0×10-4mol/L范围内分段呈线性关系,检出限为1×10-8mol/L(S/N=3),相对标准偏差1.4%(1.0 μmol/L,n=9).该方法用于雨水中过氧化氢的测定,结果满意.     

共轭聚合物为基础的荧光传感器

近年来,借助共轭聚合物的荧光发射与淬灭过程开发化学与生物传感技术成为倍受关注并获得迅速发展的研究领域。由于共轭聚合物能够沿分子链进行能量和电荷传导,从而产生信号放大现象,这类传感器通常都具有较高的灵敏度。本文主要通过对几种具有代表性的此类化学/生物传感器的举例说明,概述荧光共轭聚合物的传感机理,并简要介绍这一领域的发展状况。     

正交信号校正在正常成人血清1H NMR谱的代谢组分析中的滤噪作用评价

观察、比较正交信号校正(OSC)滤噪前后, 用不同的模式识别方法对正常成人血清代谢组¹H NMR谱进行分析的效果, 以探讨NMR代谢组学技术应用于临床研究和疾病早期诊断的可行性. 78例正常成人在采血前按常规要求禁食8 h, 记录血清一维600 MHz氢谱后, 分别采用主成分分析(PCA)、偏最小二乘法-判别分析(PLS-DA)以及簇类的独立软模式法(SIMCA)对氢谱进行模式识别分析. 结果表明: 虽然采血前并无其它诸如饮食、生活方式、生理周期等方面的严格限制, 采用OSC 滤噪后, PLS-DA能够完全区分不同性别的血清氢谱, 其判别能力优于PCA和SIMCA. 而且采用OSC滤噪与文献报道的未经OSC处理的PLS-DA法获得的与性别分类有关的主要NMR积分区段基本相同. 从OSC去除不同数目的隐变量后所致的PLS-DA模型的性能改变可见: OSC去除两个隐变量时, 前两个隐变量的特征值明显比后面的大; 剩余残差为20.82%, 即去除了79.18%的X变量中与反应变量Y不相关的系统变异. 此时PLS-DA计算所得的隐变量个数为1; 而不使用OSC或用OSC去除一个隐变量时, PLS-DA所得的隐变量个数分别为3和2. 作为PLS-DA模型质量的评价指标, R2X表示PLS-DA模型计算所获得的隐变量反映自变量X的变异的百分比, R2Y则表示隐变量反映因变量Y的变异的百分比, Q2 (cum)为交叉验证后PLS-DA模型所获隐变量能够预测X和Y变异的累计百分比. R2X在OSC去除两个隐变量时达到最低值, 表明此时PLS-DA计算模型包含的系统变异最少; R2Y与Q2 (cum)都达到80%以上并趋于稳定, 说明OSC去除两个隐变量时PLS-DA模型的质量优良. 显然, OSC可去除饮食、环境等因素的影响, 降低临床样本的不均一性, 这对于NMR代谢组学技术应用于临床研究至关重要. OSC滤噪去除的隐变量个数应根据剩余残差、去除隐变量的特征值大小、PLS-DA模型计算所得的隐变量个数和反映模型质量的相关指标加以判断.     

利用互补核酸杂交富集金胶实现信号扩增的电化学凝血酶蛋白生物传感器研究

介绍了一种利用互补核酸杂交富集金胶实现信号扩增的蛋白质生物传感器. 以凝血酶蛋白为研究对象, 利用凝血酶蛋白相对应的两段核酸适配体, 将适配体Ⅰ固定在磁性颗粒上, 用于特异性地捕获蛋白, 将适配体Ⅱ标记金胶作为检测信标. 由凝血酶蛋白和相对应的两段核酸适配体构建三明治结构的凝血酶蛋白生物传感器. 另外, 再通过信标金胶上过剩的核酸适配体链与另一段标记有金胶的互补核酸进一步杂交, 获得金胶的选择性聚集, 实现了信号扩增. 通过信号扩增, 使此传感器的灵敏度大大提高, 对凝血酶蛋白的检测下限可达到4.52×10-15 mol/L. 平行测定浓度为7.47×10-14 mol/L的凝血酶8次, 其RSD为3.0%. 该生物传感器对凝血酶蛋白有很好的特异性, 其它蛋白如溶菌酶和牛血清白蛋白的存在对于检测没有影响.     

单核苷酸多态性电化学生物传感检测研究进展

作为第3代遗传标记物,单核苷酸多态性分析在实现遗传疾病的早期医学诊断以及发病机理研究等方面具有非常重要的意义,已成为当今分析化学和生命科学研究的热点领域。电化学生物传感器因具有灵敏、检测装置轻便价廉且易于微型化、自动化等优点,近年在单核苷酸多态性检测分析中得到了迅速的发展。该文简述了单核苷酸多态性生物传感检测的识别原理、电化学生物传感检测方法及信号放大策略,综述了近年来的研究进展,并对未来的发展方向作了展望。     

基于金纳米颗粒信号放大效应电化学检测DNA聚合酶

基于金纳米颗粒(AuNPs)比表面积大、 尺寸小和能够承载大量DNA片段的特点, 建立了一种免标记、 简便、 快速检测DNA聚合酶Klenow fragment exo-(KF^-)的电化学方法. 首先将巯基化的DNA引物片段修饰在金电极上, 然后加入模板DNA链以及修饰有报告DNA链的金纳米颗粒(AuNPs-DNA), 模板DNA链能同时与DNA引物片段和修饰在AuNPs上的报告DNA链进行互补杂交形成"三明治"结构, 从而将AuNPs-DNA修饰在电极表面; 当加入电活性物质钌铵(RuHex)后, RuHex可通过静电吸附作用结合在DNA上. AuNPs上修饰的报告DNA链能够吸附大量RuHex, 导致电化学信号放大. 当加入脱氧核糖核苷三磷酸(dNTPs)以及KF^-聚合酶后, 引物片段发生延伸反应, 将与模板DNA链杂交的AuNPs-DNA竞争下来, 带走大量的RuHex, 使电信号降低, 从而实现对聚合酶的检测. 实验结果表明, 利用该方法可以检测到5 U/mL的KF^-.     

双重信号放大的乙酰胆碱酯酶电化学传感器检测有机磷农药

基于生物催化纳米金的生成和纳米金粒子电催化银沉积实现两次信号放大的原理,构建了一种快速、灵敏的乙酰胆碱酯酶电化学传感器,用于检测有机磷农药。固定在金电极表面的乙酰胆碱酯酶催化底物氯化乙酰硫代胆碱产生硫代胆碱,硫代胆碱还原氯金酸生成纳米金,将电极置于1.0 mol/L NH3-2.0×10#3mol/L AgNO3的银增强液中,由于纳米金粒子的催化作用,在#0.10 V的电压下,银只会沉积在生成的纳米金表面,沉积银的量与生成的纳米金颗粒的数目成正比,通过线性扫描伏安法定量检测沉积的银。在0.1~1000μg/L范围内,乙酰胆碱酯酶的抑制剂马拉硫磷的浓度与银的溶出峰呈线性,线性方程为i pa=149.9-40.49lgC(r=0.9963),检出限为0.05μg/L。本方法极大地提高了传感器检测的灵敏度。将其应用于湘江水样中马拉硫磷的检测,回收率在95.5%~102.2%之间,结果满意。     

纳米金信号探针/石墨烯修饰免疫传感器检测微囊藻毒素

利用石墨烯纳米片层(GS)偶联牛血清白蛋白(BSA)标记的微囊藻毒素(MCLR)(BSA-MCLR)构建了纳米金(Au NPs)为信号探针的电流型免疫传感器。分别用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见吸收光谱对合成纳米材料进行表征;用循环伏安法研究修饰电极表面的电化学特性。通过待测MCLR与固定的BSA-MCLR竞争结合抗体(anti-MCLR),之后恒电位将Au NPs氧化为Au Cl-4,再利用差分脉冲伏安法(DPV)进行阴极电位扫描,还原Au Cl-4为Au,以产生的峰电流值为检测信号,测定MCLR浓度。最佳实验条件下,用免疫传感器测定MCLR的线性范围为0.1~50μg/L,检出限为0.05μg/L。对传感器的重现性、稳定性和选择性进行了考察。相较于酶标探针,以Au NPs为信号探针标记抗体,可使检测过程更经济便捷,稳定性更强,检测效果良好。     

基于OSC–WT–PLS近红外光谱法测定烟草中芸香苷

采用正交信号校正(OSC)结合小波变换(WT)对烟草光谱进行光谱预处理,将预处理后的烟草光谱结合偏最小二乘法(PLS)建立了烟草光谱对芸香苷的预测模型。利用OSC滤除光谱中与芸香苷含量无关的光谱信息,确定OSC提取的最佳主成分数为7,再选择WT中的最佳小波基函数bior1.1对OSC预处理后的光谱进行压缩及进一步滤噪,然后进行PLS建模,OSC–WT–PLS所建模型决定系数r~2=0.874,校正标准偏差RMSEC=0.85,预测均方根误差RMSEP=0.743,交互验证系数Q_(ext)~2=0.887。结果表明,用OSC–WT–PLS可滤除光谱信息中与待测样品含量无关的信息、减少光谱数据量,降低建立模型的复杂度、提高建模速度及模型的预测能力、准确度。