分析化学 第34卷 敏度问题成为技术瓶颈。 Francoisi等2报道了一种新的检测技术,直接标记细菌总RNA,避免了酶放 大的多步反应和可能的偏向性(如PR)。该研究比较了白光光源性能和2种激光荧光扫描仪检测的 可靠性和灵敏度。结果显示:纳米颗粒标记的细菌RNA能产生可重复性的共振光散射信号,强度至少 是当前最新的共聚焦荧光信号的50倍 Wang等2开发了一种基于纳米颗粒放大和夹心检测技术的乙肝病毒基因检测芯片,HBV特异性 探针固定于玻片表面,与不同血清样本的PCR(合酶链式反应)产物杂交,杂交信号能容易地可视化 观察。庞代文等采用纳米颗粒基因探针的可视化基因检测技术,采用“纳米放大和银染色方法,对 目标分子夹心杂交进行检测。 Ramakrishnan等131采用金纳米探针结合微阵列技术检测甲氧西林耐药 性金黄色葡萄球菌。以上方法避免了放射性荧光或目标分子的扩增(PCR),具有简单、快速、灵敏度 高、低成本的特点。 34表达谱研究 基于微阵列方法的基因表达分析在现代生物学中起了关键作用,但目前的微阵列基因表达谱大都 需要反转录将mRNA转变为标记ΦNA或cRNA。在cRNA反转录过程中包括目标放大步骤,克服了普 通荧光方法低灵敏度的缺点。 Huber等报道了一种基于微阵列无酶扩增的基因表达分析系统,采用 非扩增的人总RNA样品作为目标核酸。杂交固定在微阵列表面的RNA分子通过其polA尾与olgo dL修饰的αNP探针杂交,信号由自动金相放大,然后由纳米颗粒介导的光散射检测。纳米颗粒探针灵 敏度高,可用少至05ug非扩增总RNA杂交进行基因差异表达分析,而不需费时、费力的样品标记 <em武NA的表达谱研究对于mRNA的生物功能研究有重要意义。为避免使用高成本的检测仪器 g等在实验中采用了纳米金颗粒探针及Ag增强方法,开发了一种新型的m武NA表达谱微阵列。 作者制作了检测11种来自水稻根、叶的m武NA的微阵列模型,有很好的实验重现性并与 Northem bot 结果一致。Stof等13用巯基修饰寡核苷酸的(NP探针,检测互补的目标DNA。玻片表面固定有寡 核苷酸捕获探针,用于捕获日标DNA,之后目标DNA通过(NP探针检测。Ag放大后的信号通过简单 的光学系统检测散失波诱导光散射。与Cy3荧光标记相比,该方法的信号增强了100倍。可直接检测 微生物的非扩增基因组DNA,并可检测鉴别人基因组SNP 最近,DNA微阵列方法被开发用于检测多个基因的甲基化状况。J等1开发了一种 linkerPCR检 测4种基因的甲基化状况的微阵列。QNP是通过亲和素结合在生物素化的DNA上的,Ag在纳米金颗 粒表面还原沉淀,可检测01fnol的目标DNA。实验结果与甲基化特异的 PCR(MSP)和双硫DNA测序 结果一致。因此它可作为一种价格低廉、有用的灵敏检测工具,用于多基因甲基化检测 35蛋白质检测 蛋白微阵列杂交可以用许多种方法来检测,实用性差,难于推广,原因是这些方法都需要大型、昂贵 的仪器设备。Han等开发出一种基于GNP标记抗体的简单、便宜的检测方法,信号可通过商品化的 办公用桌面平板扫描仪可视化获得。扫描电子显微镜硏究显示:平板扫描仪得到的信号与抗体金结合 的表面密度有关,平板扫描仪可检测6amol的抗体金颗粒偶联物。该检测系统用于竞争免疫检测水样 中农药残留代谢物BAM浓度,结果证明金标抗体检测方法与荧光免疫测定法的性能相当。Gu0等3 在实验中综合了“一步双单克隆抗体夹心法、低密度蛋白阵列、Au标记Ag增强技术,对心肌钙蛋白Ⅰ (cTnD进行纳米金探针免疫测定。检测过程包括免疫反应和Ag放大两步反应。结果用平板扫描仪或 肉眼观测。整个过程在40mn内完成,而常规EA方法需要3h,两种方法的灵敏度大体相同 NP标记的高灵敏度、磁珠富集分离技术,两者结合可以极大提高检出限。 Manda成功地在 80℃胶乳水介质中合成了FeO3纳米颗粒(约13m),并在其表面镀了金薄层,厚度通过调整反应液成 分控制。Na等开发了一种超灵敏的检测蛋白样品的方法。该系统包括磁微粒表面修饰第一抗 体,(NP表面修饰了条码DNA和第二抗体;有目标蛋白存在时,磁微粒、金纳米探针、目标蛋白形成夹 心结构。复合物经磁场分离,富集的金纳米探针热变性,释放条码DNA,对其进行无PCR或PCR检测 间接检测目标蛋白,检出限分别达到30amol和3amob作为一个例子,他们采用生物条形码方法在 30个人脑脊液中检测了阿尔兹海默病(AD病原标志物(ADDL),而ADDL或其它AD标记物由于在体 91994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net敏度问题成为技术瓶颈。Francoisa等 [ 22 ]报道了一种新的检测技术 ,直接标记细菌总 RNA,避免了酶放 大的多步反应和可能的偏向性 (如 PCR)。该研究比较了白光光源性能和 2种激光荧光扫描仪检测的 可靠性和灵敏度。结果显示 :纳米颗粒标记的细菌 RNA能产生可重复性的共振光散射信号 ,强度至少 是当前最新的共聚焦荧光信号的 50倍。 W ang等 [ 23 ]开发了一种基于纳米颗粒放大和夹心检测技术的乙肝病毒基因检测芯片 , HBV特异性 探针固定于玻片表面 ,与不同血清样本的 PCR (聚合酶链式反应 )产物杂交 ,杂交信号能容易地可视化 观察。庞代文等 [ 24 ]采用纳米颗粒基因探针的可视化基因检测技术 ,采用“纳米放大 ”和银染色方法 ,对 目标分子夹心杂交进行检测。Ramakrishnan等 [ 25 ]采用金纳米探针结合微阵列技术检测甲氧西林耐药 性金黄色葡萄球菌。以上方法避免了放射性、荧光或目标分子的扩增 (PCR) ,具有简单、快速、灵敏度 高、低成本的特点。 3. 4 表达谱研究 基于微阵列方法的基因表达分析在现代生物学中起了关键作用 ,但目前的微阵列基因表达谱大都 需要反转录将 mRNA转变为标记 cDNA或 cRNA。在 cRNA反转录过程中包括目标放大步骤 ,克服了普 通荧光方法低灵敏度的缺点。Huber等 [ 26 ]报道了一种基于微阵列无酶扩增的基因表达分析系统 ,采用 非扩增的人总 RNA样品作为目标核酸。杂交固定在微阵列表面的 RNA分子通过其 poly2A尾与 oligo2 dT20修饰的 GNP探针杂交 ,信号由自动金相放大 ,然后由纳米颗粒介导的光散射检测。纳米颗粒探针灵 敏度高 ,可用少至 0. 5μg非扩增总 RNA杂交进行基因差异表达分析 ,而不需费时、费力的样品标记。 m iRNA的表达谱研究对于 m iRNA的生物功能研究有重要意义。为避免使用高成本的检测仪器 , Liang等 [ 27 ]在实验中采用了纳米金颗粒探针及 Ag增强方法 ,开发了一种新型的 m iRNA表达谱微阵列。 作者制作了检测 11种来自水稻根、叶的 m iRNA的微阵列模型 ,有很好的实验重现性并与 Northern blot 结果一致。Storhoff等 [ 28 ]用巯基修饰寡核苷酸的 GNP探针 ,检测互补的目标 DNA。玻片表面固定有寡 核苷酸捕获探针 ,用于捕获目标 DNA,之后目标 DNA通过 GNP探针检测。Ag放大后的信号通过简单 的光学系统检测散失波诱导光散射。与 Cy3荧光标记相比 ,该方法的信号增强了 1000倍。可直接检测 微生物的非扩增基因组 DNA,并可检测鉴别人基因组 SNP。 最近 ,DNA微阵列方法被开发用于检测多个基因的甲基化状况。Ji等 [ 29 ]开发了一种 linker2PCR检 测 4种基因的甲基化状况的微阵列。GNP是通过亲和素结合在生物素化的 DNA上的 , Ag +在纳米金颗 粒表面还原沉淀 ,可检测 0. 1 fmol的目标 DNA。实验结果与甲基化特异的 PCR (MSP)和双硫 DNA测序 结果一致。因此它可作为一种价格低廉、有用的灵敏检测工具 ,用于多基因甲基化检测。 3. 5 蛋白质检测 蛋白微阵列杂交可以用许多种方法来检测 ,实用性差 ,难于推广 ,原因是这些方法都需要大型、昂贵 的仪器设备。Han等 [ 30 ]开发出一种基于 GNP标记抗体的简单、便宜的检测方法 ,信号可通过商品化的 办公用桌面平板扫描仪可视化获得。扫描电子显微镜研究显示 :平板扫描仪得到的信号与抗体 2金结合 的表面密度有关 ,平板扫描仪可检测 6 amol的抗体 2金颗粒偶联物。该检测系统用于竞争免疫检测水样 中农药残留代谢物 BAM浓度 ,结果证明金标抗体检测方法与荧光免疫测定法的性能相当。Guo等 [ 31 ] 在实验中综合了“一步 ”双单克隆抗体夹心法、低密度蛋白阵列、Au标记 Ag增强技术 ,对心肌钙蛋白 I ( cTn I)进行纳米金探针免疫测定。检测过程包括免疫反应和 Ag放大两步反应。结果用平板扫描仪或 肉眼观测。整个过程在 40 m in内完成 ,而常规 EL ISA方法需要 3 h,两种方法的灵敏度大体相同。 GNP标记的高灵敏度、磁珠富集分离技术 ,两者结合可以极大提高检出限。Mandal [ 32 ]成功地在 80℃胶乳水介质中合成了 Fe4O3纳米颗粒 (约 13 nm) ,并在其表面镀了金薄层 ,厚度通过调整反应液成 分控制。Nam等 [ 33, 34 ]开发了一种超灵敏的检测蛋白样品的方法。该系统包括 :磁微粒表面修饰第一抗 体 , GNP表面修饰了条码 DNA和第二抗体 ;有目标蛋白存在时 ,磁微粒、金纳米探针、目标蛋白形成夹 心结构。复合物经磁场分离 ,富集的金纳米探针热变性 ,释放条码 DNA,对其进行无 PCR或 PCR检测 , 间接检测目标蛋白 ,检出限分别达到 30 amol和 3 amol。作为一个例子 ,他们采用生物条形码方法在 30个人脑脊液中检测了阿尔兹海默病 (AD)病原标志物 (ADDL) ,而 ADDL或其它 AD标记物由于在体 886 分 析 化 学 第 34卷