核酸适体电化学传感器研究的新进展

与抗体相比,核酸适体作为生物传感器的敏感元件具有一定的优势.核酸适体的出现为生物分析方法和传感器的设计开辟了新思路.基于核酸适体的电化学传感器集成了适体和电化学传感两方面的优势.成为近年来的研究热点.各种新颖的设计思路不断涌现,使电化学核酸适体传感器的性能不断得到改善.来解决分析应用中所面临的一些问题.该文就响应原理和存在的问题讨论如何设计一个性能优异的电化学核酸适体传感器.     

电化学适体传感器研究进展

核酸适体作为一种新型的分子识别元件,由于其相对于抗体的诸多优势,已被广泛地应用于生物传感、药物分析及临床诊断等方面。电化学适体传感器同时结合了核酸适体与电化学分析方法的优势,成为了近年来生物传感领域的一个非常令人关注的研究热点。该文主要根据传感器信号变化方式将电化学适体传感器分为signalon型和signal-off型,着重对近年来这两类传感器的新型传感设计方案进行分析和综述,并对未来电化学适体传感器的发展方向进行了展望。     

基于纳米MnO2的免标记型的电化学适体传感器用于腺苷的测定

以纳米MnO2作为适体固定的构建平台,制备了一种用于腺苷灵敏测定的电化学交流阻抗型生物传感器.[Fe(CN)6]3-/4-作为氧化还原探针监测传感器表面电子传递电阻的变化,表面电子传递电阻的变化值与腺苷的浓度在1.0×10-9～1.0×10-7mol/L范围内有很好的线性关系,最低检测限为8.0×10-10 mol/L.传感器显示出高的灵敏度、好的选择性和稳定性.     

核酸适体-捕获探针预杂交修饰制备免标记腺苷电化学传感器

核酸适体（Aptamer）是单链寡核苷酸片段,对靶分子具有高亲和力和高特异性,具有常规识别分子（如抗体和酶）所不具备的一些优点,该文基于核酸适体制备了一种用于检测腺苷的免标记电化学传感器。将腺苷的核酸适体与带巯基的捕获探针通过硫-巯键组装到金电极表面,用6-巯基己醇（MCH）作为缺陷探针封闭电极表面,得到的MCH／Aptamer-Capture／Au界面,构筑的电化学传感器对腺苷具有特异性识别功能,检测腺苷的线性范围为1×10-6mol／L～2．5×10-4mol／L,检测限为0．1μmol／L,相对标准偏差（R．S．D）为2．0％。该传感器对腺苷的检测具有灵敏度高、检测范围宽、制作简便、成本低,并且具有良好的选择性和重现性。     

基于核酸适体和纳米材料构建电化学生物传感器用于多巴胺的检测

该文探究了一种基于核酸适体和纳米金包四氧化三铁（Au@Fe,041纳米粒子所构建的新型电化学生物传感器用于多巴胺（DA）的检测。首先,在玻碳电极（GCE）表面电沉积一层纳米金（nano—Au）用于多巴胺适体（DBA）的固定。然后HT做为封闭剂以减少非特异性吸附。接着通过与DBA的特异性结合将DA固载于电极表面。在EDC／NHS作用下,生物素（Bio）的羧基与DA的氨基结合,最后通过生物素与亲和素特异性识别作用将含有电化学活性物质硫堇的纳米复合材料固定于电极表面,制得夹心型的适体传感器。在最优条件下．该传感器对0．001nmol／L-100nmol／LDA的检测具有良好的电流响应,检出限0．33pmol／LfS／N=31。该适体传感器具有操作简单、操作简便、选择性好、灵敏度高、检测范围广、检出限低的优点。     

适体电化学传感器的研究进展

核酸适体(aptamer)指的是经过一种新的体外筛选技术-SELEX(指数富集配体系统进化),从随机单链寡聚核苷酸文库中筛选出来的短的单链寡聚核苷酸,不仅对目标分子有高特异性和高亲和力,而且具有分子量小、易体外合成与修饰并可以反复变性复性等特性,其在分析化学、基因调控、蛋白质组研究、疾病治疗与新药研发等方面具有广阔的应用前景.而电化学检测由于其具有快速、灵敏、简单、成本低廉及易于与其它技术连用等优点而在适体传感器的发展中占有重要的地位,因此,近几年电化学适体传感器的发展已成为研究的热点.该文对电化学适体传感器的发展做一简单综述,并探讨了电化学适体传感器的发展方向.     

压电核酸适体传感器用于星形胶质瘤细胞的检测研究

利用巯基自组装技术制备了压电核酸适体传感器,用于星形胶质瘤细胞的检测.同时研究了界面结合反应的热、动力学行为.结果表明:该传感器响应的线性范围为1.55×103～3.64×104个/mL,线性回归方程为△f=-41.6-1.32×10-2c,相关系数为0.997; 星形胶质瘤细胞与压电石英晶体上的核酸适体的结合行为符合Langmuir方程,反应的结合常数为6.67×106 M-1,25℃时反应速率常数为1.05×105M-1 8-1.     

基于酶的直接电化学构建新型的适体传感器用于凝血酶的检测

基于酶的直接电化学,利用PDDA保护的石墨烯复合物（P—Gra）作为酶的固载基质,并采用纳米金（nano—Au）吸附凝血酶适体,制备出性能良好的适体传感器。通过循环伏安法考察了电极的电化学特性。在最优的条件下,该传感器在凝血酶浓度为0．05～80nmol／L范围内有良好的线性关系,检测下限为0．01nmol／L。此外,该传感器制作简单,检测快速,稳定性优良。     

基于辣根过氧化物酶及纳米钯的双重放大策略用于构建电化学凝血酶适体传感器

基于辣根过氧化物酶(HRP)及纳米钯(NanoPd)对过氧化氢(H2O2)的双重催化作用放大铁氰化镍(NiHCF)的电化学氧化还原信号构建了一种新型的电化学适体传感器。采用生物兼容性好的壳聚糖(CS)分散石墨烯-碳纳米管复合物(CS-Gra-CNTs)可以大大提高其导电性和比表面积,吸附更多电活性好、化学性质稳定的电子媒介体NiHCF。固定NanoPd并吸附凝血酶适体(TBA),用HRP封闭非特异性吸附位点后,在含有一定浓度的H2O2的磷酸缓冲溶液(PBS)中可用于高灵敏检测凝血酶(TB)。在最优条件下,采用循环伏安法考察该传感器的电化学特性,研究表明,峰电流值与TB浓度在1.0×10-5～3.0×10-2mol/L成线性关系,检出下限为3.0×10-6mol/L。并且,该传感器制备简单、操作简便、稳定性好、寿命长、灵敏度高、特异性强。     

核酸适体靶向红荧烯有机纳米探针用于肿瘤成像研究

近二十年来,肿瘤在我国的发生率和死亡率呈现不断增高的趋势。若能早期发现癌变位点并及时对其进行靶向治疗,将有助于提高癌症的治愈率。伴随着纳米技术的发展,用于癌症早期诊断成像和治疗的纳米材料的开发也得到了人们的广泛关注。文章介绍了一种基于核酸适体靶向肿瘤细胞的有机荧光纳米探针,其制备过程快速简便,所制得的纳米颗粒不仅表现出优异的靶向能力,而且具有良好的生物相容性和稳定性,该研究为肿瘤的靶向诊疗提供了有力工具。     

基于核酸识体的滚环DNA扩增反应用于PDGF-BB的检测

该文提出了一种新颖的、高灵敏的基于抗体-抗原-核酸识体夹心法和DNA滚环扩增(RCA)的方法用于血小板源生长因子BB(PDGF-BB)的检测.在核酸识体的3'端连接RCA反应的引物,在φ29 DNA聚合酶、脱氧核糖核苷酸及环形模板存在下,经过滚环扩增反应后,可得到一条与环形DNA模板互补的重复序列的DNA单链,利用生物素标记的互补寡核苷酸探针与扩增产物杂交,再用亲和素标记的碱性磷酸酶与之反应,将反应后的产物在底物溶液中进行银沉积反应,最后用电化学方法检测电极表面沉积的银量,通过检测银量来达到检测PDGF-BB的目的.考察了抗体固定化浓度、RCA反应时间和其它蛋白质对测定信号的影响.结果表明,RCA扩增反应能显著的提高检测的灵敏度,降低检测下限.PDGF-BB在0.5 pg/mL～8 000 pg/mL范围内呈良好的线性关系,检测下限为0.2 pg/mL.该方法在蛋白质的检测和医学诊断等方面有很大的应用前景.     

基于壳聚糖/碳纳米管/石墨烯/铁氰化镍纳米复合材料构建的电化学适体传感器用于凝血酶的检测

该文利用壳聚糖/碳纳米管/石墨烯/铁氰化镍（CS-CNTs-Gra-FP）纳米复合材料作为电化学探针FP的固载基质,并采用纳米金（nano-Au）吸附凝血酶适体（TBA）,构建了一个高灵敏、无标记的电化学适体传感器。其中CS-CNTs-Gra-FP纳米复合材料和nano-Au的引入不仅增大了电极的比表面积、增强了电子的传输速率,也增加了电活性物质铁氰化镍（FP）的固载量,从而极大地提高了该传感器的灵敏度。实验结果表明,该传感器对凝血酶测定具有良好的线性关系,其线性范围是为0.01 nmol/L-30 nmol/L,检测下限为0.003nmol/L。此外,该传感器制备简单,操作简便,稳定性好,特异性强。     

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。     

基于杂交链式反应放大信号的适体传感器的研究

该文基于多孔纳米钯复合物（pPdNPs）和杂交链式反应（HCR）对信号的放大,成功制备出一个高灵敏、无标记的夹心式新型电化学适体传感器用于凝血酶（TB）的检测。首先,沉积的纳米金有很好的生物相容性和大的比表面积,用于固载更多的凝血酶适体链（TBA1）;同时,利用多孔纳米钯大的表面积来固载更多的TBAⅡ和单链DNA（S1）;电极上的TBA,捕获溶液中的TB后,与多孔纳米钯复合物（pPdNs—TBAⅡ-S1）组装;再与S1、单链DNA（S2）和电活性物质亚甲基蓝（MB）的混合物通过杂交链式反应,形成内嵌有大量MB的双链DNA（dsDNA）,以达到信号放大的效果。经实验研究表明,该传感器构建方法简单,切实可行,大大提高了电化学适体传感器的灵敏度。     

基于核酸识体的电化学免疫传感器用于血小板源性生长因子的检测

该文提出了一种新颖的、高灵敏度的基于核酸识体和银沉积的电化学免疫传感器用于人体血小板源生长因子BB(PDGF-BB)的检测.首先在电极的表面固定抗体,然后与抗原、生物素标记的核酸识体形成免疫夹心复合物,再利用生物素和亲合素的特异性反应把亲合素标记的碱性磷酸酶固定到电极上,然后把得到的产物在底物溶液中进行银沉积,最后利用电化学方法对沉积到电极表面的银进行检测以达到检测PDGF-BB的目的.实验对固定抗体浓度和生物素标记核酸识体的浓度两个条件进行了优化.实验结果表明PDGF-BB的浓度在1～1000 ng/mL的范围具有良好的线性关系,最低检测下限可达0.8 ng/mL.该方法具有高灵敏度和稳定性,在临床上具有广阔的应用前景.     

基于MSP430单片机的电化学传感检测系统设计

介绍了一种基于单片机的小型电化学传感检测系统,详述了检测系统的整体设计框架和各模块设计.检测系统内部设计有绝对值电路和峰值电流检测电路,大大提高了检测系统的性能.通过对葡萄糖传感器和乳酸传感器进行实验,结果表明:检测系统性能可靠,操作简单,与传统电化学工作站有很好的线性相关性.     

基于纳米金增强吸附伏安分析的电化学免疫传感技术用于蛋白分子检测

基于纳米金标记和金增强表面吸附伏安分析的新型电化学免疫传感器.以人免疫球蛋白G(h IgG)为模型分析物,使固定化抗体与分析目标物hIgG及纳米金标记的hIgG抗体结合于电极表面,通过金沉积使电极表面的纳米金颗粒直径增大.由于金增强时间在几分钟内就可完成,和传统的银增强相比,缩短了增强时间,加快了分析速度.研究结果表明,该法灵敏度高,选择性好,重现性好,操作简便,可望成为一种有潜力的新型高灵敏度免疫传感技术.     

基于电化学寡核苷酸传感器的痕量汞离子检测

水环境中的重金属汞污染日益严重,对生态环境和人类健康造成了不容忽视的威胁。因此,现场监测痕量汞离子具有极其重要的意义。构建了一种基于胸腺嘧啶-Hg^2+-胸腺嘧啶(T-Hg^2+-T)特异性配位结构的无标记型电化学寡核苷酸传感器,用于检测痕量Hg^2+。将末端修饰巯基的富T寡核苷酸链(Oligo)自组装到金电极表面,当存在Hg^2+时,Oligo探针将捕获Hg^2+而发生构象变化,形成"发卡型"结构。利用电化学阻抗谱对金电极表面自组装膜的构象变化进行表征,发现电子转移阻抗RCT随Hg^2+浓度的升高而减小,建立两者间的线性关系,从而实现对Hg^2+的定量检测。本传感器在0.5 nmol/L^500 nmol/L范围内具有良好线性关系,检出限为0.2 nmol/L,特异性实验表明该传感器对Hg^2+选择性极好。该传感器为水环境中痕量汞离子的准确、定量检测提供了一种有效的手段。