功能核酸探針在可視化檢測中的應用.pdf

1、功能核酸(Functional Nucleic Acid, FNA)是指一類具有化學活性的核酸分子。上世紀，隨著DNA雙螺旋結構的揭示，DNA化學合成的成熟，以及隨后DNA體外篩選技術的發(fā)展，DNA分子不再僅僅作為具有儲存和傳遞遺傳信息功能的生物分子被生物學家解讀；DNA的化學屬性也被開發(fā)出來，化學家將DNA作為功能核酸分子應用到分子識別，納米材料自組裝、仿生材料等諸多化學領域。功能核酸主要有兩類，核酸適體(aptamer)和脫氧核酶(

2、DNAzyme)，這兩類DNA分子都由體外篩選技術獲得。近年來，分析工作者更是利用核酸分子的識別功能，發(fā)展了多種基于核酸分子的生物傳感器。這些傳感器通過可視化檢測、電化學、熒光成像等諸多手段表征實現(xiàn)了從小分子、金屬離子、蛋白、核酸等多種分子的高選擇靈敏檢測。其中，基于核酸分子生物傳感的可視化檢測由于其成本低廉，操作簡單，響應迅速并且不需要昂貴、復雜的儀器，成為最近研究的熱門和重點。本文基于這些工作，探索和發(fā)展了兩類基于功能核酸分子生物傳

3、感的可視化檢測方法。
　　 (1)發(fā)展了一種新型的DNAzyme水凝膠生物傳感器用于銅離子的可視化檢測。首次將DNAzyme應用于水凝膠領域，應用DNAzyme為水凝膠的交聯(lián)劑，利用銅離子對DNAzyme循環(huán)酶割的雪崩效應破壞水凝膠的結構，實現(xiàn)對水凝膠體系從凝膠狀態(tài)到溶液狀態(tài)之間的調(diào)控，通過金納米顆粒的擴散作用，可在較短的時間內(nèi)實現(xiàn)對銅離子的可視化檢測。檢測限達到10μM，低于美國環(huán)境總署(EPA)對飲用水中允許銅離子濃度的限制

4、標準(20μM)，也低于我國國家生活飲用水標準1.0mg/L并且具有良好的選擇性，不受其他金屬離子的干擾，這使得該體系在實際復雜樣品的測試中存在很大的發(fā)展?jié)撃堋?br>　　 (2)探索了一種基于膠體金層析試紙條的生物樣品快速可視化檢測。跳出原先膠體金層析試紙條在抗原抗體方面應用的限制，充分利用DNA作為核酸適體的優(yōu)勢，首次將變構探針(aMB)這一概念應用到膠體金層析試紙的檢測中來。變構探針是一條包含鏈霉親和素(streptavidin

5、)核酸適體序列以及目標物響應序列的分子信標，這種信標只有在目標DNA存在時，變構探針的構象發(fā)生改變，才能和streptavidin結合；當沒有目標物存在時，由于分子信標對streptavidin核酸適體序列的封閉，不能與streptavidin結合。借用層析試紙條的方法，將streptavidin作為層析試紙測試線上的載體，將膠體金上修飾變構探針，利用變構探針和streptavidin結合與否來驗證目標物的存在與否。從而拓展了膠體金層析