非标记型p53抑癌基因的荧光DNA生物传感器

无标记电化学生物传感平台用于癌胚抗原的检测周倩;卢明华【摘要】基于目标物诱导DNA杂交链式反应(HCR)及银纳米颗粒(Ag NPs)自组装过程构建了无标记型电化学生物传感平台,并将其应用于癌胚抗原(CEA)的检测.在目标物存在的情况下,适配体对CEA进行特异性识别并结合,释放出与之互补的触发DNA链(tDNA).该tDNA能够被金电极上的捕获探针(cDNA)捕获,并启动HCR 过程,使得两条发夹DNA链被相继打开并串联成长的DNA双链结构,带正电的Ag NPs通过与该DNA结构之间的静电作用大量自组装到电极表面,并产生强的电化学信号.在优化的实验条件下,该电化学生物传感平台能够在0.5 ng·L-1到50μg·L-1的浓度范围内实现对CEA的良好响应.【期刊名称】《化学研究》【年(卷),期】2018(029)006【总页数】6页(P592-597)【关键词】杂交链式反应;银纳米颗粒;核酸适配体;癌胚抗原;电化学【作者】周倩;卢明华【作者单位】河南大学化学化工学院,河南开封475004;河南大学化学化工学院,河南开封475004【正文语种】中文【中图分类】O657肿瘤标志物是与肿瘤密切相关的活性物质，其在人体内的存在状况或含量变化能够作为肿瘤存在与否的重要判定依据[1]. 癌胚抗原(CEA)是一种应用较为广泛的肿瘤标志物，在健康成人血清中的含量较低，临床参考值为0～5.0 μg·L-1. 其在血清中含量水平的异常往往与一些肿瘤疾病有关，如肺癌以及胃肠癌等[2-3]. 目前，在分析化学领域已经发展了一些生物传感策略用于CEA的检测[4-5]. 其中，电化学生物传感器通过电流等电化学信号实现对目标物的定量检测，具有灵敏度高、检测成本低以及响应时间短等优点[6]. 适配体是功能核酸的重要组成之一，是通过指数富集的配基系统进化技术(SELEX)得到的单链DNA或RNA序列[7-8]. 它可以特异性地识别并结合不同类型的目标物，例如蛋白质、金属离子、小分子甚至细胞等[9-10]. 凭借着目标范围广、化学稳定性好、生产成本低以及易于修饰等优势，适配体一直被作为能够媲美抗体的有效工具，并在分子成像、药物输送、生化研究和临床诊断中得到了广泛的应用[11-12]. 基于适配体的电化学生物传感器能够将二者的优势进行融合，得到同时具有高灵敏度和高特异性的生物传感平台.图1 基于目标物诱导的杂交链式反应及纳米银自组装的无标记电化学生物传感平台原理图Fig.1 Schematic illustration of the label-free electrochemical biosensor based on target-induced HCR and self-assembly of electroactive Ag NPs本文基于核酸适配体设计了一个目标物诱导的杂交链式反应(HCR)，并将其与银纳米颗粒(Ag NPs)的自组装过程相结合，构建了一个电化学生物传感平台用于CEA 的高灵敏检测(图1). 目标物的存在能够引起适配体与触发DNA链(tDNA)之间的解离，得到释放的tDNA被捕获到金电极表面并触发HCR过程，形成长的双链DNA结构. 随后，Ag NPs通过与该DNA长链之间的静电作用自组装到电极表面并产生电化学信号. 随着目标物浓度的增加，组装到电极表面的Ag NPs数量随之增加，得到的电化学信号也随之增强. 通过线性扫描伏安法(LSV)测定Ag NPs产生的电流信号实现对目标物的定量检测.1 实验部分1.1 仪器与试剂电化学工作站(μA UTIII. FRA2.v，Eco Chemie，荷兰)；Zeta电位仪(Zetasizer Nano S90，英国)；透射电子显微镜(TEM)(FEI Titan 80-300，美国).巯基己醇(MCH)和三(2-羧乙基)膦(TCEP)购自东京化学工业公司(日本). 十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)购自国药集团(中国)，其他试剂均为分析纯级别. 所有的DNA 序列均来自北京鼎国生物技术有限公司(中国)，具体的序列如表1所示.表1 本实验使用DNA序列Table 1 Details of the DNA sequences名称序列CEA aptamer5′-ATACCAGCTTATTCAATT-3′Trigger DNA (tDNA)5′-GCCTGGAACGCAGTACAGACAGGTACAATTGAATAAGCTGGTAT-3′Capture DNA (cDNA)5′-SH-TTTTATACCAGCTTAT-3′Hairpin 1 (H1)5′-TCAATTGTACCTGTCTGTACTGCGTTCCAGGCGACTTCAAT ACTGCCTGGAACGCAGTACAGAC-3′Hairpin 2 (H2)5′-GCCTGGAACGCAGTACAGACAGGTACAATTGAGTCTGTAC TGCGTTCCAGGCAGTATTGAAGTC-3′1.2 银纳米颗粒(Ag NPs)的合成本实验中带正电的Ag NPs是以CTAB为保护剂，采用NaBH4作为还原剂合成的[13-14]. 首先，用电子天平称取0.7 mg CTAB，通过超声和搅拌的方法使其充分溶解于30 mL的乙醇-水溶液(5.0%,质量分数，下同)中. 随后，称取0.022 5 g AgNO3加入到之前的CTAB溶液中，超声分散之后，剧烈搅拌15 min，得到均匀分散的无色透明溶液. 向其中缓慢地加入新制的NaBH4水溶液(0.1%)，直至无色溶液变成黄绿色胶体. 最后，将制备好的Ag NPs保存在4 ℃的冰箱中储存备用.1.3 金电极的修饰本实验中采用直径为3.0 mm的金电极作为工作电极. 首先，将金电极先后用0.3和0.05 μm的氧化铝粉末充分打磨抛光，用超纯水冲洗之后在丙酮、乙醇和水中分别超声清洗5 min. 随后，用氮气将金电极表面吹干并进行金电极的修饰过程. 同时，将巯基修饰的cDNA用10 mmol·L-1的TCEP处理以消除二硫键的影响. 之后，将金电极浸入含有1.0 μmol·L-1 cDNA的PBS(0.01 mol·L-1, pH=7.4)中并在室温下孵育60 min. 将电极取出并用超纯水冲洗表面后，浸入1 mmol·L-1的MCH溶液中常温下反应1 h以封闭电极表面剩余的活性位点. 用超纯水清洗之后，得到cDNA修饰的金电极.1.4 目标物的检测首先，将tDNA(50 μL, 2.0 μmol·L-1)与CEA适配体(50 μL, 2.0 μmol·L-1)充分混合后在37 ℃的环境下孵育40 min，让二者形成互补的DNA双链结构. 之后，取5 μL该双链结构与5 μL的CEA标准样品充分混合之后滴加到cDNA修饰的金电极表面，并在37 ℃反应50 min. 用pH为7.4的PBS洗涤之后，该电极被浸入H1和H2(各10 μmol·L-1)的混合物中在37 ℃下孵育90 min以进行HCR过程. 随后，金电极被取出并用PBS清洗，将之前合成的Ag NPs滴加到该电极表面反应20 min进行自组装过程. 最后，将该电极用PBS冲洗之后作为工作电极并用三电极体系(Pt丝为辅助电极，Ag/AgCl为参比电极)进行电化学检测. 利用线性扫描伏安法(LSV)在含有0.1 mol·L-1 KCl的PBS(0.1 mol·L-1, pH=7.4)中进行电化学信号的测定.2 结果与讨论2.1 银纳米颗粒的表征首先，采用透射电子显微镜(TEM)对合成得到的Ag NPs进行了形貌表征. 如图2A 所示，该CTAB保护的Ag NPs主要以均匀分散的球形状态存在，且通过粒度分析仪得到的颗粒平均水合粒径约为14 nm. 此外，我们采用Zeta电位仪对合成得到的Ag NPs进行了电负性表征. 如图2B所示，该Ag NPs表面电位为正，且电位值为+ 27.2 mV，这为其通过与带负电的DNA长链之间的静电作用组装到金电极表面提供了重要前提.图2 Ag NPs的(A)TEM图像及粒径分布图(插图)；(B)zeta电位分布曲线Fig.2 (A) TEM image (inset: size distribution) and (B) zeta potential of the Ag NPs 2.2 该传感平台的可行性分析为了探究在目标物竞争结合过程中释放出的tDNA能否触发HCR过程的进行，我们采用琼脂糖凝胶(2.0%)电泳进行了考察. 如图3所示，发夹H1链在泳道上呈现一条短而明亮的条带(条带b)，在其中加入另一条发夹H2链并孵育一段时间后，观察到的依然是一条短而明亮的条带(条带c)，说明H1和H2并不能自发进行HCR过程. 在H1和H2的混合物中继续加入tDNA并充分反应之后，可以发现泳道上出现了冗长的DNA条带(条带d)，说明了HCR过程的成功进行.(a) DNA marker; (b) H1; (c) H1 + H2; (d) H1 + H2 + tDNA.图3 HCR过程的琼脂糖凝胶电泳表征Fig.3 Agarose gel electrophoresis analysis of HCR process 为了考察金电极表面的DNA组装情况，我们采用交流阻抗法(EIS)在含有0.1 mol·L-1 KCl和10 mmol·L-1 [Fe(CN)6]3-/4-的PBS(0.1 mol·L-1, pH=7.4)中测试了不同修饰电极的阻抗值，测试结果以图4中的尼奎斯特(Nyquist)图谱表示. 金电极阻抗较小，得到的Nyquist曲线是直径很小的半圆(曲线a). 当cDNA固定到金电极表面之后，得到的半圆直径明显增大(曲线b). 当目标物与适配体发生反应之后，tDNA被释放出来并被cDNA捕获到金电极表面，从而使得阻抗进一步增加(曲线c). 引入H1和H2发夹链之后，HCR过程被触发进行，在电极表面形成长的DNA双链结构，阻抗进一步增加(曲线d). 以上结果说明，目标物的存在能够诱导HCR过程在金电极表面的发生.(a) Au electrode; (b) cDNA + Au electrode; (c) electrode ‘b’ + mixture of CEA and Apt/tDNA structure; (d) electrod e ‘c’ + H1 + H2.图4 电极的EIS 图Fig.4 (A) EIS of the electrode随后，通过循环伏安法(CV)在含有0.1 mol·L-1 KCl的PBS(0.1 mol·L-1, pH=7.4)中对Ag NPs的自组装过程进行了表征. 如图5所示，HCR产物修饰的金电极在未进行Ag NPs的组装过程之前，其CV曲线中不能观察到明显的氧化还原峰存在(曲线a). 而在进行Ag NPs的自组装之后，可以观察到一对非常明显的氧化还原峰(曲线b). 由此可见，Ag NPs可以通过与HCR产物之间的静电作用自组装到金电极表面并产生明显的电化学信号.图5 电极与AgNPs反应(a)前、(b)后的CV曲线Fig.5 CV curves of electrode (a) before and (b) after reaction with Ag NPs在含有0.1 mol·L-1 KCl的PBS(0.1 mol·L-1, pH=7.4)中测定了该传感平台在有无目标物时的LSV曲线. 如图6所示，在没有目标物CEA时，得到的LSV曲线(曲线b)与背景信号(曲线a)几乎一致. 而当体系中存在CEA(以1.0 μg·L-1为例)时，得到的LSV峰电流明显增强(曲线c). 以上结果证明，本方案对CEA的检测具有较好的可行性.(a) background signal; (b) without CEA; (c) with CEA.图6 电极的LSV曲线Fig.6 LSV curves of the electrode2.3 实验条件的优化为了得到最佳的实验效果，本实验以1.0 μg·L-1的CEA为例对反应过程中涉及到的相关实验条件进行了优化. 首先，对目标物的反应时间进行了优化，如图7A所示，随着目标物CEA反应时间的增加，该传感体系的LSV峰电流值也逐渐增强. 当反应时间增加到50 min以后，该传感平台得到的电流信号停止增长并趋于稳定. 因此，本实验采用50 min作为目标物CEA的反应时间. 随后，对HCR过程的进行时间进行了优化. 如图7B所示，随着HCR反应时间的不断增加，该电化学传感平台得到的电化学信号也不断增强并在90 min时得到最大值，更长的反应时间并不会引起LSV电流的明显增加. 因此，本实验选择90 min作为HCR过程的反应时间. 此外，也对Ag NPs在金电极表面的组装时间进行了优化. 如图7C所示，LSV电流信号随着Ag NPs组装时间的增加而不断增长，并且在20 min处达到了最大值，继续增加反应时间并不会观察到明显的电流变化. 所以，20 min被作为Ag NPs组装过程的反应时间.2.4 该传感平台的分析性能在优化的实验条件下，将该电化学生物传感器用于含有不同浓度CEA样品的检测. 如图8A所示，该电化学传感体系得到的LSV电流信号随着样品中CEA浓度的增加而不断增大，且LSV峰电流值与CEA浓度的对数在0.5 ng·L-1到50 μg·L-1的浓度范围内呈现出良好的线性关系(图8B)，得到的线性回归方程为I = 26.347 × lg C[CEA] + 43.123(R2 = 0.998 7). 检测限为0.17 ng·L-1. 为了考察该电化学生物传感平台对于目标物CEA测定的选择性，我们将该传感平台用于包括甲胎蛋白(AFP)、免疫球蛋白G(IgG)、前列腺抗原(PSA)以及癌抗原125(CA 125)在内的干扰物质. 其中，CEA浓度为1.0 μg·L-1，干扰物浓度为10 μg·L-1. 从图8C中可以看出，只有CEA能够引起LSV峰电流值的明显增加，此外，这些干扰物质与样品中CEA的共存并不会对传感器的电流响应产生明显影响. 以上结果表明，该传感平台对于CEA的检测具有较好的选择性.(A)CEA反应时间；(B)HCR反应时间；(C)Ag NPs组装时间.图7 实验条件的优化Fig.7 Optimization of experimental conditions图8 该电化学传感器对CEA的(A)LSV响应曲线；(B)线性拟合曲线；(C)选择性Fig.8 (A)LSV curves of the electrochemical sensor; (B) Calibration curve. (C) Selectivity of the electrochemical sensor2.5 该传感平台的初步应用为了考察该电化学生物传感平台在血清样品中的分析能力，我们将其应用于6个血清样品中CEA的检测. 将测试的结果与CEA酶联免疫法(ELISA)试剂盒的检测结果进行对比，并通过t检验法验证两种方法测试结果的一致性. 如表2所示，在置信度为95%时，所有样品测试结果的texp均小于tcrit(tcrit[0.05,4] = 2.78). 以上结果说明，该电化学生物传感平台的测试结果与ELISA试剂盒具有较好的一致性，具备在复杂样品中进行CEA测试的应用潜力.表2 该电化学生物传感平台与ELISA试剂盒测试结果对比Table 2 Comparisonof results obtained by the electrochemical sensing system and commercial ELISA kitSample No.Method; Concentration [mean ± SD, μg·L-1, n = 3]This assayCEA ELISAkittexp10.94±0.061.01±0.051.4522.94±0.193.04±0.180.6539.57±0.5110.47±0.532.13420.75±1.7622.05±1.341.0154.90±0.415.52±0.391.88615.37±1.14 14.03±1.011.513 结论基于目标物诱导的HCR过程和Ag NPs的自组装过程设计了一个具有高灵敏度、高选择性的电化学生物传感平台用于CEA的检测. HCR过程的进行有助于灵敏度的提升；Ag NPs通过静电作用自组装到电极表面，不需要另外标记，简化了操作步骤；适配体与目标物之间的高亲和力则构成了该传感体系对于目标物高选择性检测的重要基础. 此外，由于适配体具有普遍适用性，通过改变适配体以及其他DNA的序列设计，该传感体系有望进一步扩展到其他小分子、蛋白质以及细胞等与医疗诊断和环境监测相关目标物的检测.参考文献：【相关文献】[1] STURGEON C. Practice guidelines for tumor marker use in the clinic [J]. 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非标记型p53抑癌基因电化学DNA生物传感器的研究刘萍;刘晓琴;王书民;金振国【摘要】基于发夹型核酸探针的高特异性识别能力以及电活性物质与DNA磷酸骨架间的静电作用,以发夹型核酸作为分子识别探针,电活性物质六氨合钌(RuHex)作为杂交指示剂,构建了一种非标记型检测p53抑癌基因的电化学DNA生物传感器.实验结果表明,在10 μmol/L RuHex溶液中,该传感器对目标DNA具有灵敏的电化学响应,电化学信号与目标DNA浓度在2.5～10 nmol/L范围内呈线性关系,检出限达2.5 nmol/L.根据电化学信号的差异可区别完全互补目标DNA、单碱基突变DNA和随机DNA分子.考察了单碱基突变位点不同的目标DNA分子与发夹型核酸探针的杂交效率,结果表明突变位点不同会影响发夹型核酸探针与目标DNA 的杂交效率.该传感器具有选择性好、无需标记、简单等优点.【期刊名称】《分析测试学报》【年(卷),期】2011(030)007【总页数】6页(P739-744)【关键词】发夹型核酸探针;RuHex;p53基因;电化学DNA生物传感器【作者】刘萍;刘晓琴;王书民;金振国【作者单位】商洛学院化学与化学工程系,陕西商洛726000;陕西师范大学化学与材料科学学院,陕西西安710062;陕西师范大学化学与材料科学学院,陕西西安710062;商洛学院化学与化学工程系,陕西商洛726000;商洛学院化学与化学工程系,陕西商洛726000【正文语种】中文【中图分类】O657.1;0629.74DNA生物传感器是以核酸作为分子识别元件，将目标物的存在转变为可检测的电、光、声等信号的器件或装置。

因在检测特定序列基因及基因突变时具有灵敏度高、响应快、操作简便、价格低廉、仪器简单等优点，DNA生物传感器越来越受到研究者的重视，被广泛应用于疾病预防、诊断和治疗。

电化学DNA传感器将探针与目标物质的识别过程用电化学分析方法检测，具有成本低、仪器便于携带、可适时检测等优点，尤其适合受环境、时间、费用等限制的检测，被广泛用于与基因相关疾病的诊断、食品检验、环境监测及军事反恐等领域［1－6］。

Ｘ ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ（ＸＲＤ）ａｎｄｅｎｅｒｇｙｄｉｓｐｅｒｓｅｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＥＤＳ）ｗｅｒｅｅｍｐｌｏｙｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓａｎｄｅｌ ｅｍｅｎｔｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｓｃａｆｆｏｌｄ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌｌｙ，ｔｈｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｓｃａｆｆｏｌｄｗａｓｔｅｓｔｅｄｂｙｍｅｃｈａｎｉｃａｌｕｎｉｖｅｒｓａｌｔｅｓｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ．Ｔｈｅｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｓｃａｆｆｏｌｄａｎｄｔｈｅｃｅｌｌｖｉａｂｉｌｉｔｙｒｅｓｅａｒｃｈｗｅｒｅｃｈａｒ ａｃｔｅｒｉｚｅｄｖｉａＣＣＫ ８ａｓｓａｙａｎｄＬｉｖｅ／Ｄｅａｄｓｔａｉｎｉｎｇ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｎｄｔｈｅｃｅｌｌａｄｈｅｓｉｏｎｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｂｙＤＰＡＩ／Ｐｈａｌ ｌｏｉｄｉｎｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｓｔａｉｎｉｎｇ．ｑＲＴ ＰＣＲｗａｓｅｍｐｌｏｙｅｄｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｌｅｖｅｌｏｆｏｓｔｅｏｇｅｎｉｃ ｒｅｌａｔｅｄｇｅｎｅｓｕｃｈａｓＢＭＰ２，ＲＵＮＸ２ａｎｄＣＯＬ１．ＡＬＰｓｔａｉｎｉｎｇｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｔｏｍｅａｓｕｒｅｔｈｅｏｓｔｅｏｇｅｎｉｃｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｏｆＢＭＳＣｓ．Ｒｅｓｕｌｔｓ　ＴｈｅＣＳ β ＴＣＰｓｃａｆｆｏｌｄｗａｓｃｏｍｐｒｉｓｅｄｏｆｂｕｌｋｐａｒａｌｌｅｌ，ａｌｉｇｎｅｄａｎｄｔｈｉｎｌａｍｅｌｌａｓｗｉｔｈｍａｎｙｐｏｒ ｏｕｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．β ＴＣＰｐａｒｔｉｃｌｅｓｗｅｒｅｅｖｅｎｌｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｏｖｅｒＣＳｆｒａｍｅｗｏｒｋｌａｙｅｒｓａｎｄｔｈｅＣＳ βＴＣＰｓｃａｆｆｏｌｄｐｏｓ ｓｅｓｓｅｘｃｅｌｌｅｎｔｅｌａｓｔｉｃｐｒｏｐｅｒｔｙａｎｄｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ，ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅｃｅｌｌｓｅｅｄｅｄｏｎｓｃａｆｆｏｌｄｒｅｖｅａｌｅｄｈｉｇｈｃｅｌｌｖｉａｂｉｌｉ ｔｙａｎｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｉｏｎ．ｑＲＴ ＰＣＲａｎｄＡＬＰｓｔａｉｎｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅＣＳ β ＴＣＰｓｃａｆｆｏｌｄｃｏｕｌｄｉｎｄｕｃｅｏｓｔｅｏｇｅｎｉｃｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎｏｆＢＭＳＣ．Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ　Ｔｏｓｕｍｕｐ，ｔｈｅＣＳ β ＴＣＰｓｃａｆｆｏｌｄｅｘｐｒｅｓｓｅｄｄｅｓｉｒｅｄｍｅ ｃｈａｎｉｃａｌａｎｄｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ａｎｄｃｏｕｌｄｉｎｄｕｃｅＢＭＳＣｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅｉｎｔｏｏｓｔｅｏｂｌａｓｔ，ｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｃａｆｆｏｌｄｐｒｏ ｖｉｄｅｄａｐｒｏｍｉｓｉｎｇｓｔｒａｔｅｇｙｆｏｒｂｏｎｅｄｅｆｅｃｔｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　Ｃｈｉｔｏｓａｎ；β ＴＣＰ；ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｃａｆｆｏｌｄ；ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｌｙｏｐｈｉｌｉｚａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅ；ｏｓｔｅｏｇｅｎｉｃｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａ ｔｉｏｎ网络出版时间：２０２２－０６－２８９：４９　网络出版地址：ｈｔｔｐｓ：／／ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／３４．１０６５．ｒ．２０２２０６２４．１７４１．０２０．ｈｔｍｌ基于ｍｉＲ １５ａ ５ｐ／Ｐ５３信号通路探讨ＥＭＴ与肺癌细胞阿霉素耐药的关系魏　东１，辛运超２，刘　博３，容　宇１，李彦明１，郝雁冰１摘要　目的　探讨ｍｉＲ １５ａ ５ｐ在肺癌细胞对阿霉素（ＤＯＸ）耐药中的作用，并阐明其与ＤＯＸ耐药之间的功能和机制联系。

生物传感器在肿瘤检测中的应用肿瘤是指一种恶性肿瘤，也是现代医学所面临的重大问题之一。

随着科技的不断发展，研究人员发现生物传感器可以在肿瘤检测中发挥重要作用。

本文将介绍生物传感器在肿瘤检测中的应用，以及其优点和局限性。

生物传感器是一种可以检测和转换生物参量（如DNA、蛋白质、细胞、透明质酸等）变化为可读信号的装置。

肿瘤检测中最常用的生物传感器是基于抗体-抗原反应的传感器，即利用特定的抗体结合特定的抗原来检测肿瘤标志物，从而实现肿瘤的诊断和治疗。

例如，目前已经开发出的肿瘤标志物检测生物传感器可以检测人类胰腺癌标志物CA19-9、白血病标志物BCR-ABL、卵巢癌标志物CA125等，其中最常用的是CA19-9。

CA19-9是胰腺癌和结直肠癌等恶性肿瘤常用的肿瘤标志物，其存在可以提示患者是否患有相关癌症。

生物传感器检测肿瘤标志物的原理基于生物学抗原抗体作用，利用特异性识别，高灵敏度、高特异性的特点进行肿瘤标志物检测。

具体地，生物传感器中的抗体（也可以是核酸、酶等）通过膜蚀刻、电沉积等技术固定在传感器的材料表面上，待检测样本中的抗原与固定抗体结合后，导致生物传感器发生一系列电化学反应，最终反应产物被电化学检测，并转换为可视和可读的数字信号，从而实现肿瘤标志物的检测和诊断。

生物传感器在肿瘤检测中的应用具有几个优势。

首先，生物传感器检测肿瘤标志物的灵敏度高，可以检测到低浓度的肿瘤标志物，因此可以在肿瘤早期发现、早期诊断，从而提高治疗的成功率。

其次，生物传感器在检测过程中不需要多余的试剂，很大程度上减少了试剂的使用和化学废料的产生，同时检测过程简便、快速、经济，大大提高了检测的效率。

最后，生物传感器的检测过程不依赖于实验环境和设备复杂性，不需要专业技能和复杂实验室设备，可以在临床医疗现场实时检测肿瘤标志物，非常方便，节约了患者时间和财力。

当然，生物传感器在肿瘤检测中也存在一些局限性。

首先，生物传感器只能检测到已知的肿瘤标志物，对于未知的肿瘤标志物无法有效检测，限制了其应用范围。

《碳点作为基因载体递送p53基因用于肝癌治疗的研究》篇一一、引言随着科技的发展和医疗水平的提升，基因治疗已经成为当前治疗许多重大疾病的一种前沿手段。

在肝癌的治疗中，如何有效递送p53基因成为了一个重要的研究课题。

近年来，碳点（Carbon Dots, CDs）作为一种新型的纳米材料，因其良好的生物相容性、易于合成和优异的荧光性能，被广泛应用于生物医学领域。

本文旨在探讨碳点作为基因载体递送p53基因在肝癌治疗中的应用。

二、碳点与基因治疗碳点是一种由碳元素组成的纳米材料，具有优异的荧光性能和良好的生物相容性。

近年来，越来越多的研究表明，碳点可以作为基因载体，用于递送DNA、RNA等生物大分子。

其独特的物理化学性质使得碳点在基因递送过程中具有较高的稳定性和较低的毒性。

三、p53基因与肝癌治疗p53基因是一种重要的肿瘤抑制基因，能够调控细胞周期、促进细胞凋亡等生物学过程。

在肝癌中，p53基因的突变或缺失导致肿瘤细胞的增殖失控，从而加速了肝癌的进展。

因此，通过基因治疗手段恢复或增强p53基因的表达，对于肝癌的治疗具有重要意义。

四、碳点作为p53基因载体的应用利用碳点的优良性能，我们可以将其作为p53基因的载体，通过将其与p53基因结合，形成CDs-p53复合物，从而实现p53基因的有效递送。

研究表明，这种CDs-p53复合物能够有效地穿透细胞膜，进入细胞内部，并将p53基因递送到靶细胞中。

此外，碳点的荧光性能还可以用于实时监测基因递送过程和评估治疗效果。

五、实验方法与结果我们通过合成不同大小的碳点，并优化其与p53基因的结合条件，得到了高效的CDs-p53复合物。

将该复合物应用于肝癌细胞模型中，我们发现CDs-p53复合物能够有效地将p53基因递送到肝癌细胞中，并恢复或增强其表达水平。

此外，我们还发现CDs-p53复合物能够显著抑制肝癌细胞的增殖，并诱导其凋亡。

同时，由于碳点的荧光性能，我们可以通过荧光显微镜实时监测CDs-p53复合物在细胞内的分布和转导过程。

结晶紫光谱探针法无标记检测Pb^(2+)的DNA生物传感器刘萍;陈凤英;王香婷;于燕;熊泽东【期刊名称】《分析科学学报》【年(卷),期】2015(31)6【摘要】基于Pb^(2+)与凝血酶适配体(Thrombin Aptamer,TBA)特异性结合,以及结晶紫(CV)与凝血酶适配体、G-四链体结合后荧光信号的差异,建立了一种简单、灵敏、无需标记检测Pb2+的DNA生物传感器。

实验研究了不同浓度的Pb^(2+)引起CV/TBA体系荧光强度变化的规律,考察了DNA序列、TBA与CV浓度比,以及稳定时间等因素对检测灵敏度的影响。

实验结果表明:大多数金属离子无明显干扰,在最优实验条件下,Pb^(2+)浓度在5~50nmol/L范围内与体系荧光强度的变化呈良好的线性关系(r=0.9984),检测限(S/N=3)为2.0×10^(-9) mol/L。

【总页数】4页(P851-854)【关键词】结晶紫;凝血酶适体;Pb2+;G-四链体【作者】刘萍;陈凤英;王香婷;于燕;熊泽东【作者单位】商洛学院化学工程与现代材料学院,陕西商洛726000;陕西省尾矿资源综合利用重点实验室,陕西商洛726000【正文语种】中文【中图分类】O657.39【相关文献】1.荧光标记DNA探针用于水溶液中Hg~(2+)的检测 [J], 郭俊红;孔德明2.核酸适体修饰纳米金共振散射光谱探针快速检测痕量Pb~(2+) [J], 凌绍明;范燕燕;蒋治良;温桂清;刘庆业;梁爱惠3.高频电感耦合等离子体光谱法研究甲基丙烯酸甲酯接枝氰乙基化交联淀粉对Pb^(2+),Cr^(6+),Cd^(2+),Cu^(2+),Mn^(2+),Fe^(3+)的吸附 [J], 乌大年;李悦;庄晓;巫拱生;吴凤从4.荧光标记DNA探针用于水溶液中Hg^2＋的检测 [J], 郭俊红;孔德明5.表面增强拉曼光谱无标记检测含GCGC四分体的DNA结构 [J], 鲍莹;项晓璇;孙溧康;国新华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

专利名称：基于纳米探针直接检测肺癌样品中P53基因突变的方法
专利类型：发明专利
发明人：毛红菊,贾春平,金庆辉,赵建龙
申请号：CN200710170614.4
申请日：20071119
公开号：CN101392286A
公开日：
20090325
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及的是一种基于纳米探针直接检测肺癌样品中p53基因突变的方法，其特征在于未标记的靶核酸序列以及纳米金标记的信号探针与固相支持物连接的捕获探针进行的夹心杂交，并通过银染增强的纳米金信号放大效应产生高灵敏的识别信号。

该方法能够检测未扩增的基因组DNA样品中的单碱基突变。

与传统的基于荧光信号检测的方法相比，本发明提供的纳米芯片检测方法大大提高了检测的灵敏度和特异性，并可通过普通的光学扫描仪或者普通的电荷藕合器件(CCD)数字照相机就可以对杂交信号进行采集和分析，也可通过相关软件进行分析，得出检验报告。

申请人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所
地址：200050 上海市长宁区长宁路865号
国籍：CN
代理机构：上海智信专利代理有限公司
代理人：潘振甦
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