核酸适体的筛选及其在生物医学领域的研究进展

核酸适体是由指数富集配体系统进化技术(SELEX)筛选获得的能够与靶标物质特异性、高亲和力结合的单链DNA或RNA.能够被核酸适体识别的靶标物质包括各种小分子物质、大分子蛋白质、细胞等,广泛应用于生物医学研究各领域.为此,对核酸适体的筛选制备技术、对生物医学靶标物质的检测方法以及在疾病的靶向诊断和治疗中的研究进展进行了综述,并对其在生物医学领域中的应用进行了展望.     

分子元素与功能核酸分子

 介绍了"分子元素"概念。论述了核酸适体的筛选及其作为大分子药物的应用价值,概述了人工碱基的合成及进展;探讨了脱氧核酶的作用原理,分析了分子信标、分子马达在生物传感、生物合成、生物药物研究等方面的应用前景,展望了核酸分子研究领域的前景及面临的挑战。     

基于水溶性共轭高分子构象效应的凝血酶检测

介绍了水溶性共轭高分子和核酸适体(aptamer)在生物传感检测中的应用.提出了一种基于aptamer和水溶性聚噻吩的构象效应进行凝血酶检测的比色方法.结果表明,该方法具有较高的选择性和灵敏度,肉眼目测最低可检测63 nM凝血酶.     

基于局域表面等离子体共振特性的高灵敏度凝血酶检测

用核酸适体修饰的纳米金共振散射光谱探针可实现对微纳空间内凝血酶的特异性识别与检测.提出了一种基于局域表面等离子体共振-暗场显微光谱联用技术的分析方法,研究了局域在金纳米粒子表面的生物分子的识别过程对局域表面等离子体共振散射光谱的影响.研究了单颗粒纳米粒子的形貌特征,实现了单分子层面上生物分子识别过程的追踪.     

基于局域化表面等离子共振特性的高灵敏度凝血酶检测

用核酸适体(TBA)修饰的纳米金(GNP-TBA)共振散射光谱探针实现了对凝血酶(Thrombin)的特异性识别与检测。利用表面等离子体暗场显微光谱技术(LSPR-DFM),发展了一种新型的、具有时空分辨和高灵敏度的检测手段,实现了对微区内凝血酶的检测。利用该方法可以捕捉单个纳米颗粒的形貌特征并且追踪金属纳米粒子和其周围生物分子之间的相互作用,从而实现单颗粒水平上的生物分析。     

大肠杆菌核酸适配体筛选的研究

由于传统微生物检测存在步骤繁琐、耗费时间、成本较高等缺点,因此研发快速有效检测微生物的新技术新方法显得尤为必要.本文利用whole-cell SELEX技术,进行了大肠杆菌活细胞核酸适配体的筛选,对单链DNA的制备鉴定、每轮筛选核酸文库的检测、核酸适配体的扩增克隆等内容进行了研究,在筛选过程中成功制备了单链DNA,并对整个筛选过程的核酸适配体库进行监测,保证了筛选的顺利进行,并对核酸适配体库进行了扩增和克隆,最终获得靶向大肠杆菌的核酸适配体序列,这将有助于基于核酸适配体的微生物检测新方法的建立.     

琼脂磁珠消减SELEX技术筛选HIV P24抗原适配体

建立以羧基化琼脂磁珠为筛选介质,快速筛选高特异性、高亲和力的HIV P24抗原适配体的方法.利用消减SELEX技术及靶标替换的方法,以HIV P24抗原作为靶分子,羧基化琼脂磁珠为载体,进行6轮筛选,筛选到3条特异性核酸适配体.特异性检测表明,筛选得到的HIV P24抗原适配体与HIV P24抗原的结合解离常数均在纳摩尔级水平.该方法为HIV早期检测提供了新的检测技术,对适配体与靶分子相互作用机理的研究具有重要价值.     

基因芯片技术及其应用的研究进展

基因芯片是指将大量核酸片段探针以预先设计的方式固定在载玻片、尼龙膜等载体上组成密集的分子阵列,能1次检测大量的目标分子,在研究基因表达、发现新基因、疾病诊断、DNA测序和药物筛选中有广泛的应用前景.     

水生生物病原核酸适配体研究进展

核酸适配体(Aptamer)是指利用指数富集配体系统进化(Systematic evolution of ligands by exponential enrichment,SELEX)技术筛选得到的能特异性识别和结合靶标的ssDNA或RNA分子,具有高亲和力和高特异性的特点,在快速检测和靶向治疗方面应用广阔。近年来,水生生物细菌和病毒性病原疾病的频繁暴发,严重制约了水生态的健康以及水产养殖业的迅速发展。核酸适配体作为一种新型的识别分子,在水生生物病原的应用上也已取得了一些进展。本文对水生生物细菌和病毒性病原核酸适配体的筛选,及其在检测和治疗领域的研究现状进行综述,并对该领域核酸适配体技术的应用方向进行展望。     

新型凝血酶电化学传感器的制备

制备了金纳米粒子-核酸适体/凝血酶/巯基六醇修饰的金电极,测试了该修饰电极检测凝血酶含量的性能指标.利用电化学技术研究了电极的构造对检测凝血酶含量的影响,探究了最佳实验条件.研究结果表明,在最佳的实验条件下构筑的修饰电极检测凝血酶的线性范围为1.0～10.0 nmol/L,检测限为0.2 nmol/L,并模拟了实际样品进行检测.该方法简便迅速,有较高的检测灵敏度、较好的重复性和抗干扰性.     

DNA聚合与RNA转录联用分子机器的改进

建立了一个集成DNA聚合和RNA转录过程,能够重复产生RNA适体片段,并结合孔雀石绿产生荧光信号的分子机器,并探索了此分子机器在检测DNA方面的应用.转录产生的大量孔雀石绿适体序列被释放到溶液中,并可以与孔雀石绿结合产生荧光,实现信号的放大.85μL体系中的聚合转录的最适条件为：DNA聚合酶10 IU（0.118 IU·μL-1）,RNA聚合酶60 IU（0.706 IU·μL-1）,反应时间为3h.在上述条件下,荧光信号随着引发DNA用量的增加而增大.     

西维因分子印迹压电石英晶体微天平的构建

介绍了一种用于检测西维因农药的分子印迹压电生物传感器构建方法.首先采用计算机模拟方法对农药分子和功能单体结合方式进行模拟,然后采用沉淀聚合法合成农药西维因的分子印迹聚合物并固定于石英晶体微天平电极表面构建传感器.同时用环境扫描电镜以及原子力显微镜对聚合物形貌、传感器电极表面进行分析,最后用传感器对西维因农药进行检测分析,并对可能的影响因素进行研究.结果显示,构建的分子印迹压电生物传感器能够对农药进行初步检测.     

基于氧化石墨烯的磺胺嘧啶核酸适配体的筛选与鉴定

[目的]利用GO-SELEX方法对磺胺嘧啶(Sulfadiazine)核酸适配体进行筛选与鉴定.[方法]基于氧化石墨烯(Graphene oxide)与ssDNA的π-π堆积作用,将氧化石墨烯作为结合ssDNA与分离的介质,以磺胺嘧啶为靶标分子,利用指数富集的配体系统进化技术(SELEX)和磁分离技术建立了基于氧化石墨烯的核酸适配体筛选方法GO-SELEX,对筛选产物测序所得的核酸序列进行了同源性分析和二级结构预测,亲和力和特异性分析以及方法学考察.[结果]经过9轮筛选,获得了对磺胺嘧啶具有较高亲和力(Kd = 411 nmol·L-1)的核酸适配体Ap-41,且Ap-41对磺胺嘧啶的特异性良好;磺胺嘧啶质量浓度在1.0～40μg·mL-1范围内与荧光强度的线性关系良好,检出限为0.029 μg·mL-1,水样中加标回收率范围为95.0％～104.0％,相对标准偏差不超过6.1％.[结论]基于核酸适配体Ap-41的检测方法灵敏度较高,可用于后续传感器的构建及实际样品中磺胺嘧啶的检测.     

有机磷农药检测方法的应用与研究进展

综述了国内外对有机磷农药进行检测的各种方法,主要包括色谱法,波谱法,酶抑制法,免疫学生物传感方法等,对各种检测方式的效果进行了分析与评述,同时简要介绍了对有机磷农药检测技术一些新的研究进展.     

大黄酸与核酸作用的共振光散射特征及机理研究

基于在pH 1.7的KCl-HCl缓冲液中核酸对大黄有效成分大黄酸481 nm处共振光散射信号的猝灭现象,建立了测定核酸的共振光散射新方法.在最优条件下,该方法对小牛胸腺DNA和酵母RNA的线性范围、检测限分别为0.045～9.0μg/mL,33.9 ng/mL和0.060～9.0μg/mL,45.9 ng/mL.该方法已用于核酸合成样品和实际样品中ctDNA和yRNA的测定,结果令人满意.此外,还通过计算机模拟对大黄酸分子与核酸分子结合前后分子平面性的变化进行了考察,探讨了分子平面性变化与共振散射光猝灭之间的关系.     

SPR双分差动干涉成像生物分子相互作用分析仪

药物筛选和蛋白质组学研究需要高灵敏度和高通量的生物分子相互作用分析仪。该文提出了表面等离子体共振(surface plasmon resonance,SPR)双分差动干涉成像方法和折射率相关因子(refractive index related factor,RIRF)的概念,研制了一种新的分析仪。从传感表面反射的光经过1/2波片、成像透镜和偏振分束镜后分成正交的2束,分别承载同一时刻传感表面的光强互补的2幅干涉图像,投射在2台CCD上,连续同时采集图像并处理后得到反映传感面上折射率变化的RIRF分布图,可解析出生物分子相互作用的特征信息。性能测试结果表明:分析仪动态范围约为0.015折射率单位(refractive index unit,RIU),灵敏度为57.15RIRF/RIU,检测分辨率约为8.5×10-6RIU,检测通量高于100,测量重复性优于95%。该分析仪的阵列生物分子相互作用检测结果和Biacore仪器的检测结果有平行性。     

植物病毒分子检测方法研究进展

介绍了双链RNA、核酸杂交、多聚酶链式反应、核酸序列扩增、基因芯片等分子检测方法在植物病毒检测中运用的成功技术，并具体介绍了各种分子检测方法的原理和特点。     

基于适配体的胶体金色谱层析试纸条快速检测肌酸激酶同工酶

研究基于适配体的胶体金色谱层析试纸条快速检测肌酸激酶同工酶,用于揭示长期飞行下航天员潜在的心肌和肌肉损伤.利用SELEX方法筛选得到的肌酸激酶同工酶适配体,并优选出与肌酸激酶同工酶有较强亲和能力的核酸适配体应用于胶体金免疫层析试纸条,通过优化胶体金颗粒大小、缓冲液浓度等条件,成功建立了一种基于适配体的胶体金试纸法用于CK-MB的快速检测.实验结果表明,通过基于磁珠的核酸适配体筛选方法筛选出的与肌酸激酶同工酶有亲和力的核酸适配体,能够用于构建适配体-适配体夹心胶体金免疫层析试纸条并成功应用于82 nM以上的肌酸激酶同工酶的快速、可视化检测,同时,该免疫层析试纸条具有良好的特异性和稳定性,可用于未来空间医学即时检测.     

基于合成核酸分子工程的生物医学应用

核酸结构设计因简单的碱基配对法则而获得预测结构的能量支持,且具备更强的折叠合成结构,受到了广泛的关注.然而,核酸碱基的化学多样性缺乏,使得核酸结构在功能上多样性比蛋白质弱,因而限制了其在实际中的应用.本文聚焦核酸分子工程,尤其是对核酸结构以及分子间相互作用的研究;基于核酸结构的空间可寻址性,实现了多种材料在核酸结构上的位点可控的修饰;基于对核酸分子序列的设计,还实现了核酸分子间反应动力学参数的连续微调.此外,设计构建了合成分子化学反应网络、分子机器及核酸基生物材料,并将这种绿色生物材料应用于生物分子识别、生物膜表面工程及生物催化等方向.     

有机磷农药的气相色谱保留值与定量结构性质相关研究

用分子电性距离矢量(MEDV)表征有机磷农药的分子结构,运用多元线性回归(MLR)技术和逐步回归(SR)一起统计检测筛选模型变量,建立26种有机磷农药的气相色谱(GC)保留指数(RI)与MEDV的定量关系模型.模型的相关系数R=0.931 1.留一法交互检验相关系数RLOO=0.854 4,SDLOO=3.296 2;外部样本的预测结果为:Qext=0.911 6.表明,所建模型稳定性和预测能力均良好,MEDV能较好地表征该类分子的结构特征.