核酸适配体在生物传感器中的应用研究进展
比色,纳米材料,检出限,荧光适配体传感器,电化学适配体传感器,基于纳米材料的适配体传感器,1基于纳米材料的比色适配体传感器,2基于纳米材料的荧光适配体传感器,3基于纳米材料的电化学适配体传感器,小结与展望
林冬冬,程东庆(通信作者)(浙江中医药大学 浙江 杭州 310053)
核酸适配体又称适配体,在1990 年被首次提出,它是通过指数富集配体系统进化技术(systematic evolution of ligands by exponential enrichment, SELEX)筛选得到的一段DNA 或RNA 寡核苷酸单链,通过分子内碱基配对、静电作用、氢键、范德华力等作用折叠形成多种空间结构,能识别并结合重金属离子、抗生素、小分子等靶分子,具有与抗原-抗体反应相类似的高度亲和性和特异性,被人们称为“化学抗体”。与抗体相比,核酸适配体还具有分子量小(5 ~15 KD)、靶标范围广、免疫原性低、稳定性好、可人工合成、易修饰、应用范围广等特点。生物传感器是一种以生物元件为基础的分析装置,能将定量或定性的生化反应信息转化为电信号或光学信号,具有选择性好、灵敏度高、可在线连续监测等特点。近年来,国内外研究者以核酸适配体作为识别分子与多种传感器相结合,开发了一系列适配体传感器,包括荧光适配体传感器、电化学适配体传感器以及基于纳米材料的各类传统适配体传感器,能够将各种不同信号进行转化,从而达到检测靶标物质的目的,这些适配体传感器在农药、重金属、病原微生物、抗生素检测等领域应用广泛。目前,适配体传感器作为高效、快速、灵敏的检测技术受到广泛关注,其被认为是极具发展潜力的分析工具。本文就荧光适配体传感器、电化学适配体传感器以及基于纳米材料的适配体传感器在上述领域的应用研究进展进行如下综述。
1.荧光适配体传感器
荧光适配体传感器通过适配体与靶物质结合后荧光值的变化对靶物质进行定量检测,由于天然存在荧光的生物分子在自然界中较少见,通常需要对适配体进行荧光标记,产生可测的荧光信号,从而实现对目标分子的检测。荧光标记所依赖的化合物称为荧光物质,它是指具有共轭双键结构的化合物,当受到光照射时,可跃迁成为激发态,而当从激发态恢复到基态时,可释放能量发出荧光。通过荧光标记技术将荧光物质共价结合或物理吸附到所研究分子的某个基团上,利用荧光物质的荧光特性从而对靶物质进行检测。由于SYBR Green Ⅰ具有灵敏度高、热稳定性好等优点,是分子检测中应用最多的DNA 荧光嵌入染料。荧光适配体传感器具有检测快速、操作简单、灵敏性高、稳定性好和特异性强等优点,现被应用于多个领域中对靶物质进行检测。Yang 等建立了一种适配体-SYBR Ⅰ荧光探针传感体系用于检测牛奶中的四环素,在最佳条件下,检出限达1×10mg/mL。
虽然荧光适配体具有高效、快速、灵敏的检测特点 ......
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