滚环复制放大SPR检测凝血酶

利用滚环复制技术及纳米金生物条码技术进行信号放大,可实现对低浓度凝血酶的高灵敏检测。利用共价结合将凝血酶抗体吸附在芯片表面作为捕获基底,同时构建包括滚环复制及生物条码的放大体系,以纳米金生物条码探针作为信号标记,通过带有凝血酶适体序列及引物序列的DNA进行滚环复制反应,将信号探针与带有大量重复序列的滚环复制的产物相结合,得到负载纳米金探针的长链DNA,利用凝血酶与适体的特异性结合将这个体系与凝血酶结合,放大反应信号,通过表面等离子共振仪对整个放大体系进行在线检测。得到了检测限为1×10~(-16) mol·L-1的高灵敏性,其线性范围从1×10~(-16) mol·L-1到1×10~(-11) mol·L-1,该方法新颖,实现了高灵敏度、高选择性的检测效果。     

免标记DNA电化学传感器测定凝血酶

研制了一种基于介孔二氧化硅负载纳米金和适体DNA的免标记电化学传感器,用于检测凝血酶的含量。实验中先用三甲基氯硅烷(TMCS)封闭介孔二氧化硅(MPS)前驱体外壁硅羟基的活性,煅烧除去模板剂后,再用氨基丙基三乙氧基硅烷(APTS)与孔道内壁硅羟基反应,接枝氨基,最后得到内壁修饰氨基的介孔硅材料(APTS-TMCS-MPS)。金纳米粒子(GNPs)通过与APTS-TMCS-MPS氨基的静电作用力组装到介孔孔道内,然后和巯基修饰的适体DNA通过金硫键相结合,制得免标记探针(DNA/GNPs/APTSTMCS-MPS)。将探针修饰在玻碳电极表面,制得免标记DNA电化学传感器。将该传感器与含有凝血酶的待测液温育反应后,凝血酶和固定在介孔内的适体DNA发生特异性反应,形成位阻较大的适体DNA和凝血酶的复合物,从而增加了介孔孔道内的空间位阻,导致电流响应信号降低。随着凝血酶浓度的增加,孔道内部的位阻也随之增加。根据形成的复合物对电子转移和响应电流的阻碍,可以实现对凝血酶的免标记测定。实验结果表明,APTS-TMCS-MPS介孔孔道内的GNPs,可以提高孔道内电子的传递效率。在优化的实验条件下,该免标记DNA电化学传感器对凝血酶的检测线性范围是1.0×10-8~1.0×10-6 mol·L-1,检测限是7.5×10-9 mol·L-1(3σ)。     

科研鉴定

“用生物相容性材料包裹的纳米灯塔探针用DNA及疾病的无创检测研究”项目通过市科委验收由我校材料科学与化学工程学院张纪梅教授承担并完成的天津市自然科学基金项目“用生物相容性材料包裹的纳米灯塔探针用DNA及疾病的无创检测研究”于2006年12月15日通过了市科委组织的专家验收.该项目采用两种方法对CdTe量子点进行包裹:采用脂质体混合物对CdTe进行包裹,包裹后的量子点用TEM测量为20 nm(原CdTe的粒径为2.5 nm),其荧光特性与未包裹的CdTe相比无大的改变;而采用CdS对CdTe进行包裹,得到的CdTe/CdS纳米晶具有较好的光学性能,其荧光…     

基于磁珠分离和DNA标记金纳米粒子探针检测小鼠心肌ATP含量的研究

利用ATP适体修饰磁珠为分离载体,以电化学试剂结晶紫(CV)适体、CV、ATP适体互补序列修饰的胶体金CV/DNA2/DNA3/AuNPs为探针,建立了测定ATP电化学新方法。方法检测限为1.0×10~(-9) mol·L~(-1),另外,该方法对ATP的测定表现出了良好的选择性。并利用该方法对运动前后小鼠心肌ATP含量进行了测定。     

CdTe量子点的合成及作为离子荧光探针的应用

以巯基乙酸为修饰剂,在水相中制备稳定的CdTe量子点,利用单因素法和正交试验设计研究了pH值、反应时间、反应温度、反应物浓度比等合成条件对CdTe量子点荧光光谱性质的影响。以CdTe量子点为荧光探针,探讨了Hg2＋离子与量子点的荧光猝灭作用：在pH6.24的KH2PO4-Na2HPO4缓冲溶液中,Hg2＋离子浓度在10～150 ng/mL范围与量子点荧光猝灭强度呈现良好的线性关系,相关系数r=0.994 5,检出限8.7 ng/mL,CdTe纳米荧光探针可用于Hg2＋等的测定。     

基于金属荧光增强效应检测ATP的研究

利用银纳米粒子的金属荧光增强效应,构建荧光传感器实现对小分子ATP的检测。首先将修饰荧光基团的ATP适体固载在银纳米粒子表面,通过杂交互补将标记猝灭基团的DNA与之结合,实现荧光共振能量转移降低背景信号。ATP与适体链的特异性结合破坏荧光共振能量转移,荧光基团靠近银纳米粒子表面,由于银纳米粒子的金属荧光增强效应,使荧光信号增强,实现对ATP的检测,此种方法也可以用于其他生物小分子、蛋白质等的检测。     

基于纳米钴信号放大化学发光生物传感器超灵敏检测DNA

研究了一种新颖简便的以大粒径(100nm)Co纳米探针作为信号放大超灵敏化学发光检测DNA的新方法。该方法采用"三明治"夹心法,首先将壳核结构羧基化的纳米Co与氨基修饰的DNA结合制备纳米Co信号探针,然后通过靶DNA与固定了捕获探针的磁珠亲和形成一个"三明治"夹心的结构,制备纳米Co生物传感器。检测时,将纳米Co溶解成Co2+,利用鲁米诺-H2O2-Co2+化学发光体系对靶DNA进行检测,发现其对靶DNA的检测灵敏度可达到1.6×10-17 mol·L-1(3δ),其线性范围为0.6×10-16~4.0×10-16 mol·L-1。     

CdTe纳米粒子的合成及其在灯塔探针中的应用

以巯基乙酸(HSCH2COOH)为稳定剂,在水相溶液中合成半导体CdTe纳米粒子,并以此为基础制作了由无机量子点(QD s)碲化镉(CdTe)修饰的分子灯塔探针(MBs).采用紫外-可见光谱、荧光光谱及琼脂糖凝胶电泳等测试技术对反应所得产品进行了表征.与传统探针相比,该探针具有荧光寿命长等优点.     

钴纳米粒子直接化学发光体系检测力竭运动小鼠心肌连接蛋白43含量

以磁性纳米粒子为载体,利用抗原抗体识别作用将探针捕获在磁珠表面,用钴纳米粒子标记抗体为探针,利用鲁米诺-CoNPs-H2O2直接化学发光体系检测化学发光信号强度,根据化学发光信号强弱实现心肌连接蛋白43含量的测定。心肌连接蛋白43的质量浓度在0.07~20ng·mL-1时,方法检测限为0.03ng·mL-1。并利用该方法对力竭运动后小鼠心肌连接蛋白43含量进行了测定。     

通过DNA聚合剪切放大体系提高RNA的检测灵敏度

基于循环的DNA剪切循环放大分子机器构建了一个RNA传感器。该分子机器以RNA为输入,产生大量的DNA片段,并替换报告探针上的荧光DNA从而产生荧光信号,实现对靶RNA浓度的放大检测。本分子机器分为两部分,反应部分和报告部分。在反应部分,以靶RNA为输入条件,以一个特殊设计的探针为反应模板引发一个自发连续的DNA聚合-剪切反应网络,重复产生大量信号DNA链;这些信号DNA链进入报告部分,通过杂交替换反应从一个报告探针上替换下带有荧光DNA序列,释放到溶液中。这样通过剪切产生的大量DNA适体序列被释放到溶液中,并替换报告探针上的荧光DNA,实现信号的放大。     

CdTe量子点碳糊修饰电极的制备及多巴胺测定

在碳糊中加入CdTe量子点制成修饰电极(CdTe/CPE),并研究了多巴胺(DA)在该修饰电极上的电化学行为.实验结果表明:在pH 7.0 PBS缓冲液中,电极上的CdTe量子点对DA的氧化还原呈现明显的电催化作用,电催化过程为表面吸附控制过程.闭路吸附时间为60s达到饱和,此电极可用于测定DA,响应迅速(1.5 s).峰电流与DA浓度在4×10-4-5×10-5 mol/L范围内呈线性关系,灵敏度高达0.061 9 A·L/mol,检测极限可达1.4 × 10-6mol/L.     

血清C反应蛋白荧光免疫层析检测方法的建立

针对人体急性炎症反应的快速检测,建立了基于量子点碲化镉(CdTe)的荧光免疫层析分析方法及快速定量检测卡,实现血清中炎症标志物C反应蛋白(CRP)的快速定量检测.该检测卡采用双抗体夹心法,首先利用酶联免疫方法筛选出CRP测定最佳包被抗体与标记抗体,然后通过N-羟基琥珀酰(NHS)和1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)共价偶联法,将CdTe量子点与CRP鼠源单克隆抗体偶联,制备抗体荧光标记物,同时优化不同条件下单克隆抗体与CdTe量子点的偶联效果,琼脂糖凝胶电泳进行鉴定,进而构建CRP荧光免疫层析检测卡,通过建立量子点荧光强度与CRP标准品浓度之间的定量关系,从而实现人体血清中CRP的定量检测.结果表明,CRP检测卡定量检测线性范围为0.1~1000ng/ml,临床样本测试结果显示与进口试剂具有良好的相关性.因此研究为急性炎症反应的快速诊断,及荧光免疫层析检测卡的研发提供了技术基础.     

基于ERGO/AuNPs的电化学DNA传感器的制备及应用

制备了一种基于电还原石墨烯(ERGO)、金纳米粒子(Au NPs)修饰玻碳电极的电化学DNA传感器,应用于大肠杆菌O157:H7的快速、灵敏检测.首先将滴加在玻碳电极表面的氧化石墨烯进行电还原,然后通过电沉积方法将金纳米粒子均匀平铺在电极表面.利用金纳米粒子和氨基之间的共价键作用将端氨基修饰的探针DNA固定在电极表面,完成电化学DNA传感器的制备,并对目标DNA进行了定性与定量检测.实验结果表明:所制备的传感器具有良好的选择性、准确性,并且操作简单易行,对目标DNA的检测限为7.735×10~(-13)mol/L,检测范围为1×10~(-12)~1×10~(-8) mol/L.     

基于多壁碳/金纳米管制备电极测定烟草中14-3-3蛋白与蛋白印迹的方法比较

利用蛋白金硫键(S-Au)共价结合多壁碳/金纳米管(WCNTs/AuNs)形成高电化学活性的比表面积和导电良好的管状结构材料.此材料结构与AuNs金属电子效应协同,提高了多壁碳/金纳米管合金纳米管的导电活性.基于双单抗体经典免疫夹心体系,依次采用WCNTs/AuNs、捕获抗体(Anti-14-3-3)、烟草14-3-3蛋白(14-3-3p)、纳米信号探针(Anti-14-3-3-Au-CAT)修饰丝网印刷电极(SPCE)制备催化底物H2O2的电化学传感器,对烟草14-3-3蛋白检测的线性范围为0.01～0.5 μg/mL,检出下限为0.01 μg/mL,比常规的蛋白印迹分析检测下限更低,检测灵敏度更高;同时,该电极传感器具有良好的储存稳定性,更加灵敏、稳定地提高了对烟草14-3-3蛋白的检测效率,极大地节省资源,加快研究进展.     

基于葡萄糖仪和DNAzyme检测L-组氨酸

研究了一种利用DNAzyme和磁珠以及葡萄糖仪测定L-组氨酸的新方法。首先,将DNAzyme固定在磁珠表面,以基质DNA修饰转化酶-金纳米粒子为探针,通过DNA杂交作用,将探针固定在磁珠表面。当有目标物L-组氨酸存在时,L-组氨酸与DNAzyme发生识别作用,将基质DNA切割,导致探针脱落,然后将脱落的探针溶液中加入果糖,在探针表面转化酶的作用下,将果糖转化为葡萄糖,利用葡萄糖仪为检测仪器,实现对L-组氨酸的测定。方法的检测限为0.08nmol·L-1,另外,该方法对L-组氨酸的测定表现出了良好的选择性。     

铅的极谱络合吸附波法检测DNA特定序列

应用极谱络合吸附波方法检测了草丁膦乙酰转移酶基因(PAT基因)的DNA特定序列。用水热法合成表面具有自由羧基的硒化铅(PbSe)纳米粒子,以乙基-(3-二甲基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)为偶联活化剂,将其标记于合成的5′端氨基修饰的寡聚核苷酸片段上,制成DNA探针,用于检测互补的目标DNA序列。以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)阳离子表面活性剂修饰的碳糊电极作为基底电极,通过静电作用将来自于PAT基因的目标DNA特定序列固定在电极表面,并与标记有PbSe纳米粒子的互补DNA探针杂交。以铅-铜铁试剂-六次甲基四胺-HAc极谱络合吸附波测定氧化溶解Pb-Se得到的Pb2+,成功检测了PAT基因的DNA特定序列。测定目标DNA的线性范围为1.0×10-11至1.0×10-7mol.L-1,检测限为8.7×10-12mol.L-1(3σ)。此方法测定目标DNA序列检测限低,灵敏度高,线性范围宽,重现性好,操作简捷方便,对互补和非互补序列具有很好的识别能力。     

基于三维DNA分子机器信号放大比率型拉曼光谱检测细胞内miRNA

构建了比率型-拉曼光谱3D DNA Walker纳米分子放大机器对肿瘤细胞标志物miRNA-21及肿瘤细胞进行检测。由miRNA-21作为3D DNA Walker的激活剂,其运动轨迹依赖于金纳米粒子的DNA高负载。3D DNA Walker触发后,由于DNA的循环信号放大作用,实现对miRNA-21的比率型拉曼光谱检测。比率型分析方法解决了分析条件的时空变化引起的信号波动,具有更高的灵敏度和可信度,此方法还可应用到肿瘤细胞的成像研究。     

反相微乳液法制备CdTe@SiO2荧光微球及其荧光性能研究

利用巯基丙酸(MPA)为稳定剂,水相合成高质量的CdTe纳米晶,然后通过反相微乳液方法制备得到了具有明显核壳结构并单分散的CdTe@SiO2荧光复合纳米粒子;利用透射电子显微镜(TEM)、荧光分光光度计以及紫外可见光分光光度计对制备的纳米粒子进行表征;研究了未包裹的CdTe量子点与核壳型CdTe@SiO2纳米复合粒子分别对pH及离子强度的耐受性.研究发现:由于SiO2壳层的存在使得CdTe@SiO2能够在很高的离子强度及很广泛的pH范围下仍具有较强的荧光.由于这些优点,使其在生物标记、细胞成像等生物领域具有广泛应用.     

纳米金放大法荧光检测乙肝病毒HBV-DNA

利用纳米金放大的方法,将修饰荧光团的信号DNA连接在纳米金表面,纳米金通过HBV-DNA与磁珠连接,1,4-二硫苏糖醇(DTT)可以替代信号DNA连接在纳米金表面,将荧光素标记的信号DNA释放于溶液中,测定溶液的荧光强度可以得到HBV-DNA的浓度。通过条件优化实验确定了最佳实验条件:生物素与亲和素最佳结合时间为25min,DNA的最佳杂交时间为15min。测定HBV-DNA的线性范围为3.0×10-13～1.2×10-12mol·L-1,线性相关系数r=0.991 4,检测限为2.18×10-14mol·L-1(S/N=3)。     

高灵敏的线形一体化探针用于癌细胞的快速检测

利用DNA自组装原理合成了一种高灵敏的线形一体化细胞探针,用于快速、高灵敏以及高特异性的癌细胞定量分析。该探针采用了功能元件一体化的设计,以DNA纳米线为载体,将磁分离元件、识别元件以及信号元件集中于一体。该探针与电化学检测手段相结合,实现了对人B淋巴瘤细胞(Ramos细胞)的快速定量分析,检测时间仅需30min,检测限可达到200个细胞。通过选择性实验证明了该方法不仅具有高的灵敏度,还具有良好的特异性,因此,具有潜在的应用价值。