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蛋白质的核酸适配体筛选及应用的研究进展

分析化学 2020年第5期48卷 560-572页

作者：赵丽萍杨歌张小敏屈锋北京理工大学生命学院"分子医学与生物诊疗"工业和信息化部重点实验室

核酸适配体是通过指数富集配体系统进化(SELEX)筛选方法获得的,能够与靶标分子高亲和力和特异性结合的单链DNA或RNA。蛋白质是一种非常重要的生物功能大分子,迄今为止,已经开发了许多SELEX技术,用于蛋白质的适配体的筛选。目前,适配体... 详细信息

核酸适配体是通过指数富集配体系统进化(SELEX)筛选方法获得的,能够与靶标分子高亲和力和特异性结合的单链DNA或RNA。蛋白质是一种非常重要的生物功能大分子,迄今为止,已经开发了许多SELEX技术,用于蛋白质的适配体的筛选。目前,适配体的筛选优化方法主要集中在提高筛选效率、降低筛选成本,以及提升适配体性能等方面,从而获得可与靶标分子以高亲和力和高特异性结合的适配体。适配体与靶标分子亲和力的表征是关键的筛选步骤,用于判定所筛选的适配体是否可以满足后续应用需求。本文归纳总结了2016年以来蛋白质靶标的适配体筛选的研究进展,对核酸适配体筛选过程中有关核酸库的优化方法和筛选方法的改进、新筛选方法的开发、核酸适配体的应用等方面的研究进行了评述。

关键词：核酸适配体蛋白质筛选指数富集配体系统进化评述

乳腺癌生物标志物钙网蛋白的核酸适配体筛选及血清检测和乳腺癌细胞识别

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分析化学 2020年第5期48卷 642-652页

作者：孙淼杨歌赵毅屈锋北京理工大学生命学院"分子医学与生物诊疗"工业和信息化部重点实验室

钙网蛋白(CRT)与许多癌症的发生密切相关,被认为是乳腺癌侵袭和转移的有效新型生物标志物以及乳腺癌分期和预后的评价指标。本研究利用毛细管电泳-指数富集配体进化技术(CE-SELEX)筛选并鉴定了CRT的核酸适配体。毛细管电泳法、等温滴定... 详细信息

钙网蛋白(CRT)与许多癌症的发生密切相关,被认为是乳腺癌侵袭和转移的有效新型生物标志物以及乳腺癌分期和预后的评价指标。本研究利用毛细管电泳-指数富集配体进化技术(CE-SELEX)筛选并鉴定了CRT的核酸适配体。毛细管电泳法、等温滴定量热法及纳米金比色法表征结果表明,适配体Apt 23对CRT具有较高的亲和力和特异性。FAM标记的Apt 23(FAM-Apt 23)可用作毛细管电泳的亲和探针,采用激光诱导荧光检测器,检测血清中CRT的浓度范围为1～1000 nmol/L,检出限为0.5 nmol/L。FAM-Apt 23也可用作CRT的免疫荧光成像探针,可结合在CRT过表达的乳腺癌细胞4T1的表面。初步研究结果表明,利用毛细管电泳筛选的核酸适配体Apt 23可用于CRT识别和检测的探针。

关键词：钙网蛋白核酸适配体毛细管电泳-指数富集配体系统进化

毛细管电泳法研究核酸库容量对蛋白质适配体筛选的影响

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分析化学 2020年第5期48卷 615-622页

作者：李林森朱超赵毅杨歌屈锋北京理工大学生命学院"分子医学与生物诊疗"工业和信息化部重点实验室

毛细管电泳（CE）具有高分辨、快速分离、样品用量小和无需固相介质等优点,是高效筛选核酸适配体的方法之一。然而,由于CE的进样量少,有限的核酸库容量是否影响毛细管电泳-指数富集配体系统进化（CE-SELEX）适配体的筛选效率,尚不明确... 详细信息

毛细管电泳（CE）具有高分辨、快速分离、样品用量小和无需固相介质等优点,是高效筛选核酸适配体的方法之一。然而,由于CE的进样量少,有限的核酸库容量是否影响毛细管电泳-指数富集配体系统进化（CE-SELEX）适配体的筛选效率,尚不明确。本研究以神经元特异性烯醇化酶（NSE）为模式蛋白,考察了CE筛选中核酸库容量对筛选效率的影响,以明确CE-SELEX方法的有效性。分别使用4个浓度（0.1、1、10和100μmol/L）的初始核酸库进行适配体筛选,比较了初始库与经3轮筛选后的次级核酸库的亲和力。结果表明,4个核酸库筛选轮次间库亲和力相近,且经2轮筛选后均得到了微摩尔级别的核酸适配体。此外,用高浓度核酸库筛选获得的序列更具多样性,但未能提升候选序列亲和力。经2轮筛选得到NSE的核酸适配体Seq qN-01,其与NSE复合物的解离常数（K;）为（4.72±0.15）μmol/L,并表现出很好的特异性。综上,核酸库容量会提高后续富集库的序列多样性,但对适配体筛选效率没有显著影响。

关键词：神经元特异性烯醇化酶核酸库容量核酸适配体筛选毛细管电泳-指数富集配体系统进化

新型分子印迹生物传感器在癌症生物标志物中的应用

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化工进展 2022年第S01期41卷 448-460页

作者：罗爱芹蔡艳慧梁阿新解炳腾北京理工大学生命学院分子医学与生物诊疗工业和信息化部重点实验室北京100081

癌症生物标志物作为一种特定的身体中可测量的指标,可以通过自身产生的变化来监测癌症健康状况,对于癌症的预防、早期诊断和精准治疗具有重要意义。因此,面向典型疾病标志物的快速检测与精准分析已成为科学研究和临床诊断的热点领域。... 详细信息

癌症生物标志物作为一种特定的身体中可测量的指标,可以通过自身产生的变化来监测癌症健康状况,对于癌症的预防、早期诊断和精准治疗具有重要意义。因此,面向典型疾病标志物的快速检测与精准分析已成为科学研究和临床诊断的热点领域。基于分子印迹的生物传感器由于其灵敏度高、响应速度快、特异性强以及成本低等优点,有望成为癌症生物标志物快速检测的新手段,在癌症临床分析领域得到了广泛研究。本综述简要介绍了分子印迹聚合物的合成方法和策略,分子印迹与电化学、表面等离子共振和光学分析集成的传感技术和手段,以及分子印迹生物传感在癌症生物标志物的应用。最后本综述就目前国内外关于分子印迹传感器在分析检测癌症生物标志物领域的应用现状进行了总结和讨论,并展望了其未来发展前景。

关键词：分子印迹电化学生物传感癌症生物标志物早期诊断检测

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基于共价有机框架的电化学生物传感器在生物样品检测中的应用

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化学学报 2022年第11期80卷 1524-1535页

作者：浩天瑞霖朱子煜蔡艳慧王微王祯梁阿新罗爱芹北京理工大学生命学院分子医学与生物诊疗工业和信息化部重点实验室北京100081

共价有机框架材料(Covalent Organic Frameworks,COFs)是一种具有纳米级结构有序性的二维或三维有机结晶材料,具有高度周期性和可修饰性等结构优点.基于COFs制备的电化学生物传感器具有灵敏度高、特异性强、重复性好等特点,在检测生物... 详细信息

共价有机框架材料(Covalent Organic Frameworks,COFs)是一种具有纳米级结构有序性的二维或三维有机结晶材料,具有高度周期性和可修饰性等结构优点.基于COFs制备的电化学生物传感器具有灵敏度高、特异性强、重复性好等特点,在检测生物样品方面具有广阔前景.本综述简要概述了COFs的合成方法与策略、电化学生物传感器的介绍与分类以及COFs在电化学生物传感检测生物样品领域的应用.最后本综述对COFs材料在生物传感领域的技术瓶颈与未来的发展方向进行了总结与讨论.

关键词：共价有机框架材料电化学生物传感器生物样品检测

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生物传感器在新冠病毒检测中的应用

化学学报 2023年第3期81卷 253-263页

作者：朱子煜梁阿新浩天瑞霖唐珊珊刘淼解炳腾罗爱芹北京理工大学生命学院分子医学与生物诊疗工业和信息化部重点实验室北京100081

自新型冠状病毒肺炎(COVID-19)爆发以来,准确高效、快速便捷的新型冠状病毒(SARS-CoV-2)筛查越来越在疫情防控中体现出其重要性.传统的检测方法无法满足短时间内SARS-CoV-2大规模感染时的检测需求.生物传感技术具有灵敏度高、选择性好... 详细信息

自新型冠状病毒肺炎(COVID-19)爆发以来,准确高效、快速便捷的新型冠状病毒(SARS-CoV-2)筛查越来越在疫情防控中体现出其重要性.传统的检测方法无法满足短时间内SARS-CoV-2大规模感染时的检测需求.生物传感技术具有灵敏度高、选择性好、低成本、易于微型化等优点,其检测时间短的优势还可用于开发即时检测设备,是临床诊断中实时检测SARS-CoV-2的潜在替代方案.本综述简要阐述了光学生物传感器、电化学生物传感器、可穿戴式生物传感器、磁性生物传感器、金纳米颗粒生物传感器以及适配体生物传感器的构建方法、工作原理,并总结了其在新冠病毒检测领域的最新应用.最后本综述对生物传感器在新冠病毒检测领域的技术瓶颈与未来的发展趋势进行了总结与讨论.

关键词：新冠病毒生物传感器检测

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小分子靶标的核酸适配体筛选研究进展

分析化学 2020年第5期48卷 573-592页

作者：王子健陈尔凝杨歌赵新颖屈锋北京理工大学生命学院“分子医学与生物诊疗”工业和信息化部重点实验室北京市理化分析测试中心

核酸适配体（Aptamer）作为新型识别分子,在小分子传感分析和检测中有很大的应用潜力。小分子的Aptamer筛选是其应用的前提。本文综述了2015～2019年,有关毒素、抗生素、激素等近80种小分子的Aptamer的筛选研究进展,归纳总结了近百条Apt... 详细信息

核酸适配体（Aptamer）作为新型识别分子,在小分子传感分析和检测中有很大的应用潜力。小分子的Aptamer筛选是其应用的前提。本文综述了2015～2019年,有关毒素、抗生素、激素等近80种小分子的Aptamer的筛选研究进展,归纳总结了近百条Aptamer序列和平衡解离常数K;及其测定方法,简要介绍了基于氧化石墨烯、人类基因组、石英晶体微天平以及计算机辅助筛选等改进型指数富集配体系统进化技术。

关键词：核酸适配体小分子指数富集配体系统进化技术综述

毛细管电泳法筛选人IgG的Fc片段核酸适配体

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分析化学 2020年第5期48卷 601-607页

作者：杨歌韩诗邈赵丽萍朱超黄渊余屈锋北京理工大学生命学院“分子医学与生物诊疗”工业和信息化部重点实验室北京理工大学前沿交叉科学研究院

基于毛细管电泳-指数富集配体系统进化技术（CE-SELEX）建立了免疫球蛋白G（IgG）的Fc片段的核酸适配体筛选方法。通过毛细管区带电泳方法分析IgG完整蛋白、Fc与Fab片段的样品的纯度、荷电性质及是否吸附的特征,并比较三者与核酸库的亲... 详细信息

基于毛细管电泳-指数富集配体系统进化技术（CE-SELEX）建立了免疫球蛋白G（IgG）的Fc片段的核酸适配体筛选方法。通过毛细管区带电泳方法分析IgG完整蛋白、Fc与Fab片段的样品的纯度、荷电性质及是否吸附的特征,并比较三者与核酸库的亲和力。结果表明, IgG与核酸库形成明显的复合物,而Fc和Fab片段与核酸库的亲和力很弱。在筛选Fc片段的适配体时,选择Fab片段作为反筛靶,对去除非特异性结合序列无显著作用。设计了针对Fc片段的适配体筛选方案,在优化的孵育条件(10 mmol/L Na;HPO;-KH;PO;（pH 7.17）, 0.05 mmol/L Mg;, 37℃孵育25 min)下,经3轮筛选获得Fc片段的核酸适配体Seq Fc1～3,K;值为0.071～0.321μmol/L,经胶体金比色分析方法验证了其亲和力与特异性。

关键词：免疫球蛋白免疫球蛋白G Fc片段核酸适配体筛选毛细管电泳毛细管电泳-指数富集配体系统进化

毛细管电泳法筛选脱铁转铁蛋白的核酸适配体及筛选影响因素分析

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分析化学 2020年第5期48卷 632-641页

作者：杨歌赵毅韩诗邈朱超黄渊余屈锋北京理工大学生命学院“分子医学与生物诊疗”工业和信息化部重点实验室北京理工大学前沿交叉科学研究院

核酸适配体是通过指数富集配体系统进化（SELEX）技术,在体外筛选获得的与目标分子有高亲和力与特异性的寡核苷酸序列。由于筛选过程周期长且影响因素复杂,使用常规筛选方法进行多因素影响的条件优化的工作量大,样品消耗多,目前还少有... 详细信息

核酸适配体是通过指数富集配体系统进化（SELEX）技术,在体外筛选获得的与目标分子有高亲和力与特异性的寡核苷酸序列。由于筛选过程周期长且影响因素复杂,使用常规筛选方法进行多因素影响的条件优化的工作量大,样品消耗多,目前还少有系统的研究报道。毛细管电泳（CE）具有高分辨率、快速分离、样品用量小、筛选成本低的优势,是核酸适配体筛选的有效方法。本研究以人血清中脱铁转铁蛋白（A-TF）为模式蛋白,利用CE方法研究核酸库长度、孵育温度、缓冲溶液的种类与pH值、金属离子等因素对靶蛋白与核酸库相互作用的影响。结果表明,较短序列的核酸库与靶蛋白的亲和力更高;孵育温度、缓冲液种类与pH值均影响靶蛋白与核酸复合物的形成;低浓度的K;、Ca;与Mg;可促进复合物形成。基于优化的筛选条件,经过3轮毛细管电泳法筛选,获得了A-TF的适配体Seq A3,采用CE-LIF测得复合物的亲和常数K;=0.476μmol/L。此适配体可用于人血清基质中A-TF的识别。

关键词：脱铁转铁蛋白核酸适配体筛选影响因素毛细管电泳指数富集配体系统进化