基于氧化石墨烯修饰的DNA生物传感器用于苯酚的检测

作为一种典型的优先控制污染物,苯酚一直是环境监测和污染控制的重要对象。基于氧化石墨烯大的比表面积、优良的电子传导性等特性,以其为桥梁,为DNA在玻碳电极上的固定提供了可能,并加大了DNA在电极上的电化学响应信号,由此而构建了一种性能优良的DNA生物传感器。将该传感器浸在含有苯酚的溶液中,由于苯酚对DNA的损伤作用,降低了DNA在电极上的电化学响应。实验发现,响应信号与苯酚的浓度对数呈现良好的线性关系,响应范围为1.0×10-8～1.0×10-4mol/L,此外,该生物传感器表现出良好的稳定性和重现性。     

光纤DNA生物传感器的研究动向

DNA生物传感器是分子生物学与微电子学、电化学、光学等相结合的产物，光纤DNA生物传感器是近年DNA生物传感器中发展最快的一类。介绍了光纤DNA生物传感器的结构原理及研究动向。     

基于压电基因传感器的DNA计算(英文)

压电基因传感器是一种新型的生物传感器,它把压电传感器的灵敏性和DNA杂交反应相结合．与传统的基因检测技术相比,它具有结构简单、无需标记、检测时间短、检测信号易处理等特点．将它用于分子运算,与常规的DNA芯片相比,它的检测结果更易于进行自动化处理,因此便于构建大规模的分子运算机器．文中在压电基因传感器和新兴学科DNA计算的基础上,给出了解决0-1规划问题新的DNA计算方法,并指出以前两种基于表面DNA计算在解决这一问题时的不足．与以往的DNA计算方法相比其输出的是电信号,因此具有操作易自动化、识别解更方便和高信息量的优点．与使用常规DNA芯片的表面DNA计算相比,使用压电基因传感器进行DNA计算可以克服可行解识别困难的问题．压电基因传感器技术有望成为新的分子运算工具,可作为构建自动化的DNA计算机的基础．     

基于微腔光学晶体生物传感器的研究进展

多孔硅（PS）与多孔硅微腔晶体（PSM）作为新型功能材料,其独特的光学特性、微电子相容性、滤过性、纳米微孔生长可控性及大的比表面积为生物信号传感提供了一个较为理想的平台,已制备成多种生物传感器应用于血液,细菌,病毒,DNA等的快速检测中。在分析了PS与PSM的结构和性能的基础上,重点介绍了PS与PSM生物传感器的研究现状,并提出开发微型芯片、集成器件和市场化产品将是PS与PSM生物传感器的发展趋势。     

DNA生物传感器的进展

DNA生物传感器是分子生物学与微电子学、电化学、光学等相结合的产物 ,它将在生命科学与信息科学之间架起一道桥梁 ,成为DNA信息分析检测最重要的技术之一。简要介绍了电化学DNA生物传感器、压电石英晶体DNA生物传感器、光学DNA生物传感器的结构原理     

信号放大策略在电化学适体传感器中的应用进展

电化学适体传感器通过测定适体与目标物作用前后电化学信号的变化来实现对目标分析物的定量检测,具有操作简单、响应快速、灵敏度高、选择性好等优点。为进一步提高传感器的灵敏度,增强检测信号成为研究者们在构建电化学适体传感器中常用的手段。通过纳米材料、生物及化学等方法放大传感器界面的响应信号,能特异性地提高检测信号,降低噪音信号,对于提高传感器的灵敏度具有十分重要的意义。该文简要介绍了电化学适体传感器的原理,重点评述了近十年来信号放大技术在电化学适体传感器方面的研究和应用进展。     

电化学DNA传感器中DNA的固定与杂交条件探讨

利用自组装单分子膜法,将人工合成的乙肝病毒单链DNA片断作为特异性探针固定在金电极表面,结合电活性指示剂Hoechst33258构成DNA电化学传感器。在乙肝特异性DNA探针的自组装固定过程中,探讨了自组装单分子膜的成膜条件,总结出在探针浓度为100mg/L,自组装固定时间为12h对DNA探针的固定较为有利。考察了单链DNA修饰电极的伏安特性和单链DNA修饰电极的电子传递性能。在对标准互补DNA溶液的杂交检测过程中,探讨了杂交时间、杂交温度、指示剂的作用时间等对DNA传感器检测的影响。当杂交时间为90min,杂交温度为25℃,杂交溶液中NaCl浓度为0.3mol/L时,指示剂的伏安信号较好。     

基于特殊形貌CdS纳米颗粒修饰的DNA传感器在DNA杂交信号检测中的应用

用水热法制备出具有特殊核桃状外表的纳米小球修饰在玻碳电极的表面,通过5′端巯基修饰的探针DNA共价结合在CdS层敏感层上形成共聚物,再与靶DNA杂交,利用循环伏安法(CV)和差分脉冲伏安法(DPV)研究修饰电极的电化学行为。修饰CdS纳米颗粒的电极检测得到的DNA杂交信号有明显的增强,峰电流强度值与靶DNA浓度值的负对数具有较好的线性关系,信号增强的最大值在靶DNA浓度为101μmol/L时得到。传感器灵敏度提高,检测下限可达1pmol/L以下。     

基于纳米金颗粒放大的电化学传感器用于三聚氰胺的检测

三聚氰胺与胸腺嘧啶（T）之间能够通过三个氢键结合,以富T的DNA探针为识别元件,结合DNA修饰的纳米金颗粒放大技术,以电活性物质钌胺作为信号分子,发展了一种高灵敏检测三聚氰胺的电化学传感器,该传感器具有良好的特异性和灵敏度,检测下限低至0．5nmol／L。     

基于“树枝状”信号放大的电化学DNA生物传感器研究

发展了一种基于"树枝状"信号放大的电化学生物传感器用于DNA的检测。该传感器利用两种DNA功能化的纳米金颗粒,通过两次"三明治"杂交,在电极表面形成"树枝"状结构,从而实现DNA的定量检测。首先通过共价交联方法获得巯基DNA1和DNA2修饰的两种纳米金颗粒,其中DNA1和DNA2与目标cDNA部分互补。然后,修饰在金电极上的捕获探针DNA1与目标cDNA分子及巯基DNA2修饰的纳米金颗粒(DNA2-AuNPs)形成第一个"三明治"杂交结构,实现一次放大检测。接着,DNA2-AuNPs又可与cDNA、巯基DNA1修饰的纳米金颗粒(DNA1-AuNPs)形成第二个"三明治"杂交结构,实现二次放大检测。这种"树枝状"放大信号的方法的检测限是0.13pmol/L,相对仅利用纳米金颗粒放大的方法而言,其检测限降低了4倍。并且,该传感器具有较好的识别碱基错配的能力。     

Analysis of dynamics trajectories of DNA and DNA-drug complexes

A FORTRAN-77 program is described which was applied for analysis of optimized structures and computer-generated dynamics trajectories of DNA and DNA-drug complexes. The CORDAN program (coordinates analysis) also can be used for various manipulations of DNA-drug complexes, i.e. inversion of asymmetric sites or rebuilding the structure of the intercalator, among others. These procedures can find application in drug design. Analysis of dynamics trajectory of neocarzinostatin antibiotic (NCS) intercalated to the A-DNA form of 5'GGATGGGAG:5'CTCCCATCC is presented. The procedures described can be used for detailed analysis of dynamics structures of DNA and their complexes with intercalating drugs.     

单片机与CPLD在生物传感器系统中的应用

石英晶体DNA传感器可实现对生物反应的实时检测,具有小巧、方便、灵敏度高等优点,在基因诊断、环境监控、药物研究等领域得到了广泛的重视和应用。本文将单片机和CPLD技术相结合,设计实现了一种四通道石英晶体DNA传感器振荡频率的检测电路,具有实时检测、检测精度高、自动化和智能化程度较高等优点。     

以DNA为载体的信息隐藏方法研究

提出一种新的在DNA和RNA中隐藏信息的方法,以此可以保护基因的新发现、基因治疗药物等的知识产权.该方法综合了密码子冗余和算术编码,在DNA活跃的译码部分进行信息隐藏而不改变最终的氨基酸序列.     

用于给定药物的分析方法选择的专家系统设计

本文建立了一个用于药物分析方法选择的专家系统ESODA。ESODA由主控模块、I/O模块和专家系统骨架三个主要部分组成,并采用了产生式规则、框架、词典三种知识表示方法。该系统可在IBM PC及其兼容机上运行。ESODA主要可用于提供新药的定性鉴别、含量测定以及体液中药物及代谢物的测定方法。此外,利用专家系统骨架ESTOOL还可方便地构造其它专家系统。     

图的最大团与最大独立集粘贴DNA计算模型

粘贴模型(stickermodel)是DNA计算中一个很重要的模型.其主要原理就是采用单双链混合型DNA分子进行编码,其优点在于在生物操作过程中不需要DNA链的延伸,不需要生物酶的作用以及DNA链可重复使用等,因此引起了来自不同学科的学者们的广泛关注与兴趣.文中提出了一种求解图的最大团问题的DNA计算模型,该模型采用了两种基本并行计算处理思想,一种是将图分解成小的子图来处理的并行思想;另一种是进行并行生物操作.     

Electrical detection of DNA hybridization with multilayer gold nanoparticles between nanogap electrodes

This study presents a DNA detection method via hybridization of a probe oligonucleotide with a target DNA and with a substrate oligonucleotide, which leads to self-assembly of gold nanoparticles and a change in the observed current. In contrast to previously reported methods, the present method can be used to detect a target DNA without a silver enhancement step. The device can be washed with 0.3 M PBS below 50 °C for a few minutes, indicating the stringency of target DNA hybridization. Target DNA concentration of as low as 10 picomolar can be detected by this method. Importantly, identification of single-base-pair mismatch in the target DNA can be accomplished with this nano-gap DNA chip.The authors thank for Shu-Fen, Hos group and her assistant, Mr. Wong for useful discussions. Dr. Ho has also been supported in measuring the electricity properties.     

DNA编码文法的分析与设计

DNA编码问题是DNA计算中初始数据库的设计问题,DNA编码优劣直接影响DNA计算的成功与否。提出了将DNA编码视为是某个文法产生的语言的思想,并且证明了DNA编码文法的存在性;进而通过化简文法的字母表,将DNA编码文法的设计问题转化为二进制文法的设计问题;同时设计出产生某个具体DNA编码的文法,最后得到了DNA编码文法的两个性质。     

DNA自组装的可满足性问题模型

DNA自组装技术在DNA计算和纳米技术领域都发挥着极其重要的作用,许多小规模NP完全问题都可以通过自组装模型得以解决.文中以可满足问题为模型,通过构造范式中变量的特殊补链,使其与初始数据库中初始DNA链发生杂交反应,形成发夹结构,利用形成发夹结构的DNA链与没形成发夹结构的DNA链长度不同的特点,通过凝胶电泳将这些带发夹的DNA链提取出来;然后加入与这些特殊补链完全互补的DNA链,在一定温度下,通过碱基互补配对原则,发夹结构又将被重新打开.该模型充分利用了DNA分子间的自组装能力,在计算过程中只需要用到凝胶电泳操作,在一定程度上大大减少了因生物操作过多而引起的各种实验误差.     

Molecular dynamics simulation of non-covalent single-walled carbon nanotube functionalization with surfactant peptides

Non-covalent functionalized single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) with improved solubility and biocompatibility can successfully transfer drugs, DNA, RNA, and proteins into the target cells. Theoretical studies such as molecular docking and molecular dynamics simulations in fully atomistic scale were used to investigate the hydrophobic and aromatic π–π-stacking interaction of designing four novel surfactant peptides for non-covalent functionalization of SWCNTs. The results indicated that the designed peptides have binding affinity towards SWCNT with constant interactions during MD simulation times, and it can even be improved by increasing the number of tryptophan residues. The aromatic content of the peptides plays a significant role in their adsorption in SWCNT wall. The data suggest that π–π stacking interaction between the aromatic rings of tryptophan and π electrons of SWCNTs is more important than hydrophobic effects for dispersing carbon nanotubes; nevertheless SWCNTs are strongly hydrophobic in front of smooth surfaces. The usage of aromatic content of peptides for forming SWCNT/peptide complex was proved successfully, providing new insight into peptide design strategies for future nano-biomedical applications.     

An automatic microfluidic system that continuously performs the systematic evolution of ligands by exponential enrichment

The systematic evolution of ligands by exponential enrichment (SELEX) technique has been extensively used to screen molecule-specific aptamers from combinatorial libraries of synthetic nucleic acids. Aptamers are single-stranded DNA or RNA, which have a high affinity to a large variety of molecules ranging from small drugs or metabolites to cells. Therefore, they have a variety of promising applications such as for diagnostics and targeted therapeutics. In this study, a new microfluidic chip was developed to perform continuous screening of DNA-based aptamers in an automatic format. When compared with the existing manual procedure, the developed microfluidic chip has several advantages including a rapid and efficient screening process, automation, and less consumption of samples/reagents. Experimental data showed that an aptamer specific to alpha-fetoprotein was successfully screened from a random DNA pool. The entire screening process (five continuous, repetitive rounds) can be completed within 6?h, which is much faster than the traditional methods (more than 15?h). An automatic, rapid and efficient SELEX process was performed by this developed microfluidic chip, which may enable a generalized platform for the fast screening of DNA-based biomarkers in the future.