DNA电致化学发光分析方法研究
电化学发光的实验原理
电化学发光的实验原理
电化学发光实验原理:
电化学发光是指在氧化还原反应中释放出的能量被转化为光的现象。
它是一种新型的发光技术,具有高灵敏度、高分辨率、低检测限和广泛的应用前景。
电化学发光实验通常涉及两个方面:电化学反应和发光机制。
电化学反应:电化学发光的反应过程一般是将待测样品与反应电极放在一起,通入一定的电流,引起电化学反应,反应物在氧化还原过程中释放出能量,这能量被转化为发光。
发光机制:电化学发光的机制是通过电化学反应,激发反应物的电子从低能级跃迁到高能级,然后从高能级跃迁回到低能级时放出能量,这个能量就以光的形式释放出来。
在发光过程中,发光中心如分子、离子或金属离子等发生电子跃迁,其内部能量发生变化,从而导致发光。
电化学发光技术应用广泛,如在生物医学、环境分析和材料科学等领域都有重要的应用。
比如,在生物分析中,电化学发光技术可用于检
测蛋白质、DNA和药物等生物分子,具有高灵敏度、高分辨率和快速分析等优点。
电化学发光技术的研究与应用
电化学发光技术的研究与应用一、概述电化学发光技术(Electrochemiluminescence,ECL)是一种新型的光化学分析方法,通过电化学反应能够产生特定的化学物质,使其发出光信号。
该技术具有灵敏度高、特异性强、稳定性好等优点,广泛应用于生物医学、食品安全、环境监测等领域。
二、电化学发光技术原理电化学发光技术的原理基于电化学和光化学反应,是一种将化学能转化为光能的方法。
在实际应用中,通过控制电极电势,在电极表面引发化学反应,产生电化学发光反应。
这一反应可以分为两个步骤:氧化还原反应和激发发光反应。
氧化还原反应:通常通过正极产生氧化性物质,在负极产生还原性物质。
当正极带电,能够将电子传递到溶液中的分子,使其发生氧化反应,形成活性的中间体。
负极带电,则能够吸收电子,促使中间体还原为最初的化合物。
激发发光反应:中间体被还原后,会受到外部的激发,产生激发态,随着激发态的衰减,会释放出光子,形成发光现象。
三、电化学发光技术在生物医学领域的应用电化学发光技术在生物医学领域具有广泛的用途。
通过标记抗体、DNA探针等生物分子,可以快速、准确地检测各种生命体内的分子和细胞生物学特性。
以下是该技术在生物医学领域的主要应用:1.免疫分析:ECL标记的抗体用于检测肿瘤标志物、药物残留、生物分子等。
2.分子诊断:ECL用于检测DNA、RNA、蛋白质等分子的含量与种类,可用于疾病的诊断、病因研究等。
3.生物芯片:通过ECL技术将信号分子固定在电极表面上,可以大幅度提高微型芯片的检测灵敏度。
四、电化学发光技术在环境监测领域的应用电化学发光技术在环境监测领域也表现出良好的应用前景。
它可用于超低浓度有毒化学物质、生物毒素的检测,因此,在社区环境监测、食品卫生和水质安全监测等方面具有广泛的潜力。
1.土壤、大气环境监测:ECL可以用于饮用水中甲基对硫磷、硝基苯的检测,甚至可以检测到很低浓度下的化学物质。
2.食品安全:ECL可用于检测食品中生物毒素、农药残留等。
化学发光技术在蛋白质和DNA分析中的新进展
化学发光技术在蛋白质和DNA 分析中的新进展卢建忠 曹志娟(复旦大学药学院,上海200032)摘 要:化学发光技术在生物技术、分子生物学、药学、临床和环境等许多领域都获得了广泛的应用,有关化学发光的评论文章近年来也有许多报道。
本文就化学发光技术在蛋白质和DNA分析中的较有特色的新进展(2000年以来)进行了评述,引用文献30篇。
关键词:综述 化学发光 蛋白质 特定序列DNA 检测技术N e w Developments of Chemiluminescence in Proteinand D NA AnalysisL U Jianzhong CAO Zhijuan(School of Pharmacy,Fudan U niversity,Shanghai200032)Abstract:Chemil umi nescence(CL)has been ex ploited w ith a w i de range of applications i n dif f erentf iel ds,such as biotechnology,pharm acology,molecular biology,and cli nical and envi ronmentalchem ist ries.M any CL reviews i n dif f erent f iel ds have been recently presented i n Chi na and abroad.Here new advances of CL i n protei n and DN A analysis were reviewed w ith30ex am ples of i nterest2i ng and promisi ng CL techniques si nce2000.K ey w ords:review,chemil umi nescence,protei n,sequence-specif ic DN A,detection technique 化学发光分析是根据化学反应中所产生的辐射光强度,确定待测物含量的分析方法。
化学发光分析技术的研究及应用
化学发光分析技术的研究及应用一、引言化学发光分析技术已经成为生物医学领域中最受欢迎的检测方法之一。
它已广泛应用于生物分析、临床诊断、环境监测和食品安全等领域。
本文旨在探讨化学发光分析技术的研究及应用。
二、化学发光分析技术的概述化学发光分析可分为电化学发光和化学发光两类。
电化学发光是指在电极表面发生电化学反应,电化学反应所产生的激发态物质向基态跃迁时发生的发光现象,即电化学发光现象。
在这种方法中,通过电化学反应产生光,再利用光子计数器分析样品中的目标分子。
化学发光是指在化学反应中产生激发态物质,该物质向基态跃迁时释放出光子,即化学发光现象。
对于化学发光分析,灵敏度和选择性是关键。
三、化学发光分析中的发光机理化学发光分析是基于化学反应中放出的光子对产物浓度进行检测的技术。
光子释放的机理主要有三种:单分子化学发光、能量转移化学发光和化学反应发光。
1. 单分子化学发光机理单分子化学发光机理是指发光来自于一个分子的瞬间存在的激发态基态。
其内部转移是通过激发态、激发态分子、电子转移和融合步骤完成的。
2. 能量转移化学发光机理能量转移化学发光机理是指一个分子从一个激发态到另一个激发态的过程发射出光子,这种过程通常与非辐射过程相结合。
3. 化学反应发光机理化学反应发光机理通常涉及化学反应产生激发态物质,该物质向基态跃迁时释放出光子。
四、化学发光分析技术的应用化学发光分析技术已经应用于许多领域,包括生物分析、临床诊断、环境监测和食品安全等。
1. 生物分析化学发光分析技术可以用于检测细胞生长、酶活性、蛋白质分析、DNA检测和细胞代谢活性等。
典型的化学发光分析方法包括化学发光酶免疫法(CLEIA)和化学发光免疫测定(CLIA)。
2. 临床诊断化学发光分析技术可用于肿瘤标志物、激素及其代谢产物、风湿因子以及肾功能和心脏病等方面的临床诊断。
典型的化学发光分析方法包括固相化学发光免疫测定(SPCLIA)和发光免疫层析法(LIA)。
三螺旋DNA电致化学发光生物传感器的组装与表征
2 0 1 3年 2月
青 岛 科 技 大 学 学 报( 自然 科 学 版 )
J o u r n a l o f Qi n g d a o Un i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d Te c h n o l o g y ( Na t u r a l S c i e n c e Ed i t i o n )
杂交, 形 成三 螺旋 D NA 结 构 。基 于二 茂 铁 对 联 吡 啶 钌 电 致 发 光 的 猝 灭 作 用 , 将 电 致 化 学
发光技 术与三 螺旋 D NA 杂 交技 术相 结 合 , 组 装 了一种 新 颖 的 三 螺旋 电致 化 学发 光 生物
传感器, 利 用紫 外可见 光谱 法 、 交 流 阻 抗 技 术 和 电 致 发 光 方 法 对 合 成 的 发 光 标 记 物 的 浓 度
进行 了标 定 , 对传 感 器的组 装过程 进行 了表 征 , 并 对 绑 定 剂进行 了优 化 选择 , 形成 了三螺
旋 D NA 生物传 感 器 , 将 为生 物活性 分子检 测提 供 一种有 效 的途径 。 关键 词 :电致化 学发 光 ;生 物传感 器 ;三螺 旋 D NA;二 茂铁羧 酸 ;联 吡啶 钌
s i z e d o f l umi n OUS ma r ke r s wa s c a l i b r a t e d,a nd t he p r ob e s ol u t i o n wa s c ha r a c t e r i z e d,a nd t he b i nd i n g a g e n t wa s c ho o s e d.Fi na l l y a vi a bl e t r i pl e x DNA b i os e n s or wa s c o ns t r uc t e d .
新型DNA电致化学发光探针及其在DNA分析中的应用研究
新型DNA电致化学发光探针及其在DNA分析中的应用研究【摘要】:脱氧核糖核酸(DNA)被称为生命体内的遗传物质,研究发现人类的许多遗传疾病都与DNA分子中碱基序列的变异有关。
检测与疾病有关的变异对基因筛选、遗传疾病的早期诊断和治疗具有十分深远的意义。
DNA杂交分析技术是目前生物化学和分子生物学研究中应用最广泛的技术之一,是定性或定量检测特异DNA序列片段的有力工具。
目前,它已广泛应用在生命科学,尤其是医学的各个领域。
传统的DNA分子杂交采用的是放射性标记的检测方法,这种方法虽然灵敏度高,但存在放射性物质对人体及环境的危害。
自20世纪80年代以来,各种非同位素如酶、荧光素、生物素、地高辛标记的化学发光法和荧光分析法以及以电活性物质做标记的电化学方法相继问世,这些方法虽然在一定程度上克服了同位素标记的缺陷,但由于存在灵敏度不够高或检测系统庞杂或仪器价格昂贵或标记物不稳定等缺陷,还不能完全取代传统方法。
因此寻求简单、灵敏、可靠、价廉的非放射性标记的DNA检测方法具有十分重要的现实意义。
电致化学发光(ECL)分析是一种通过电极反应而产生化学发光的微量分析方法。
它将电化学技术与化学发光检测结合起来,弥补了电化学方法和化学发光方法的不足,具有灵敏度高、选择性好、动力学范围宽、检测快速方便、仪器价格便宜等优点,近几年来在分析化学,尤其在生物分析领域引起了人们的极大关注。
本论文通过研究了多种ECL活性物质的发光性能,并以这些物质为标记物制备了多种高灵敏度的DNA-ECL探针,结合DNA杂交技术和DNA固定化技术,将高灵敏度的ECL检测手段应用于生命物质DNA的序列识别及含量测定,为DNA传感器的研究和基因芯片的开发提供了新的思路和方法。
摘要论文主要研究内容如下:第一章绪论简单介绍了ECL分析方法的概念、原理和特点,重点介绍了各种ECL反应类型及其在分析化学中的应用,系统总结了各种ECL传感器,展望了ECL分析的未来发展方向。
超灵敏电化学及化学发光成像检测DNA
超灵敏电化学及化学发光成像检测DNA纪晗旭1,严枫2,雷建平1,鞠愰先1,*1南京大学生命分析化学教育部重点实验室,南京2100932江苏省肿瘤防治研究所,南京210009Tel./Fax: +86-25-83593593. E-mail: hxju@ 在传染病与遗传病诊断、环境与法医分析等领域中,特定序列的DNA检测具有重要的作用,而高灵敏的特定序列的DNA检测仍是一个巨大的挑战。
本工作利用DNA剪切酶循环放大以及DNA滚环扩增,可以极大地增加DNA检测的灵敏度。
另外,通过片段的特殊设计,引入了DNA催化信标的技术,可以使扩增出的片段同时具有良好的电化学与光学性质,以适应不同的检测需要。
致谢:感谢国家重点基础研究发展计划(2010CB732400),国家重大科技专项(2009ZX10004 -313),国家自然科学基金(20875044, 20821063, 21075055)资助。
参考文献:[1] Bi S.; Li L.; Zhang S. S. Anal. Chem.2010, 82, 9447–9454[2]Kong R. M.; Zhang X. B.; Zhang L. L.; Huang Y.; Lu D. Q.; Tan W. H.; Shen G. L.;Yu R. Q. Anal. Chem.2011, 83, 14–17Ultrasensitive electrochemical and visual chemiluminescencedetection of specific nucleic aidsHanxu Ji1, Feng Yan2, Jianping Lei1, Huangxian Ju1*1MOE Key Laboratory of Analytical Chemistry for Life Science,Nanjing University, Nanjing 210093, 2Jiangsu Institute of Cancer Prevention and Cure, Nanjing 210009 Tel./Fax: +86-25-83593593. E-mail: hxju@ The detection of DNA sequence is critical in various fields such as the diagnosis of infectious and genetic diseases, and environmental and forensic analysis. However, ultrasensitive identification of specific DNA sequence is still great challenge.This study combined target-triggered enzymatic recycling amplification and rolling circle amplification to greatly increase the sensitivity of DNA detection. Using a special designed sequence, a catalytic nucleic acid technology was introduced, which made the amplified fragment show good electrochemical and optical properties. This method could be adapted for various detection techniques.AcknowledgementsThis work was financially supported by the the Important National S&T Specific Project (2009ZX10004-313), National Natural Science Foundation of China (20875044, 20821063, 21075055) and National Basic Research Program (2010CB732400).Reference s[1] Bi S.; Li L.; Zhang S. S. Anal. Chem.2010, 82, 9447–9454[2]Kong R. M.; Zhang X. B.; Zhang L. L.; Huang Y.; Lu D. Q.; Tan W. H.; Shen G. L.;Yu R. Q. Anal. Chem.2011, 83, 14–17。
药物分析中的电化学发光法研究进展
药物分析中的电化学发光法研究进展随着现代医学科技的发展,药物分析的研究也日益重要。
其中,电化学发光法作为一种非常有效的技术手段,广泛应用于药物分析领域。
本文将从电化学发光法的原理、应用、优势以及研究进展等方面进行探讨。
一、电化学发光法的原理电化学发光法是基于电化学原理和化学发光原理相结合的一种分析方法。
在实验中,通过施加外部电压,使待测样品发生电化学反应,产生或消耗物种。
在反应过程中,有些物种通过激发态的产生,然后再通过辐射发射光子,从而形成发光现象。
这种方式既能提供分析所需的电化学信息,又能通过发光信号来实现灵敏度的提高。
二、电化学发光法的应用电化学发光法在药物分析领域广泛应用于药物的定量测定、质量控制、药物代谢研究等方面。
在药物的定量测定中,电化学发光法具有高选择性、高灵敏度的特点。
以药物A为例,通过在电化学发光传感器上修饰A的反应物,可以实现对A的特异性检测,避免了样品矩阵干扰。
同时,电化学发光法的灵敏度高,可以检测到极低浓度的药物A,满足药物测定的需求。
三、电化学发光法的优势相比于其他分析方法,电化学发光法具有许多优势。
首先,电化学发光法具有高灵敏度和选择性,可以实现对药物的高灵敏度测定和准确分析。
其次,电化学发光法的响应速度快,可以在较短的时间内完成分析过程。
此外,电化学发光法还具有操作简便、试剂消耗少、仪器设备相对简单等特点,降低了药物分析的成本,提高了工作效率。
四、电化学发光法的研究进展近年来,电化学发光法在药物分析领域取得了许多研究进展。
一方面,研究人员通过改进传感器材料、优化电化学条件等方式,不断提高电化学发光法的灵敏度和选择性。
另一方面,结合纳米技术、生物技术等新技术手段,推动了电化学发光法在药物分析中的应用。
例如,利用纳米材料修饰电极表面,可以增加反应物与待测药物的接触面积,提高灵敏度。
此外,结合生物传感器,可以实现对复杂样品中药物的快速检测。
综上所述,电化学发光法作为药物分析中的重要手段,具有广泛的应用前景和研究价值。
基于化学发光测定仪的DNA检测方法研究
基于化学发光测定仪的DNA检测方法研究DNA检测在现代生物学、医学和法医学等领域中具有重要的应用价值。
随着科技的不断发展,各种新的DNA检测方法应运而生,其中基于化学发光测定仪的DNA检测方法,由于其高灵敏度、高精确性和高通量性等优势,成为了研究人员广泛关注的领域。
化学发光测定仪是一种基于酶促化学发光原理的仪器,通常用于测定各种生物学分子的含量与活性。
在DNA检测中,化学发光测定仪可以通过检测DNA的特定序列,实现对目标DNA的快速准确测定。
基于化学发光测定仪的DNA检测方法主要包括以下几个步骤:DNA样本提取、DNA纯化、DNA扩增、DNA探针标记和化学发光测定。
首先,DNA样本提取是基于化学发光测定仪的DNA检测的第一步,其关键在于将目标DNA从细胞或组织中提取出来。
常用的DNA提取方法包括酚氯仿法、盐酸酚类似物法和商用DNA提取试剂盒法等。
这些方法可以有效地提取出高质量的DNA样本,为后续的DNA检测步骤提供良好的基础。
其次,DNA纯化是为了去除DNA样本中的潜在污染物,如RNA、蛋白质和酶等,以确保准确的测定结果。
常用的DNA纯化方法包括醇沉法、离心管法和硅胶柱法等。
这些方法可以有效地净化DNA样本,提高其纯度和质量。
第三,DNA扩增是在基于化学发光测定仪的DNA检测中常用的技术手段之一。
通过PCR扩增反应,可以在较短的时间内快速扩增出目标DNA的数量,增加其检测的灵敏度。
PCR反应的关键是选取合适的引物和PCR条件,以确保扩增反应的特异性和高效性。
接下来,DNA探针标记是基于化学发光测定仪的DNA检测的核心步骤之一。
DNA探针通常是一种具有特定序列的短链DNA分子,通过荧光标记或辣根过氧化物酶(HRP)标记等方法,可以与目标DNA序列特异性结合。
当目标DNA存在时,荧光信号或化学发光信号将得到检测,从而实现对目标DNA的定量或定性分析。
最后,化学发光测定是基于化学发光测定仪的DNA检测的关键步骤。
电化学发光的新原理和研究方法
电化学发光的新原理和研究方法电化学发光(Electrochemiluminescence, ECL)是一种利用电化学反应来产生发光的技术。
相比传统的光化学发光和生物发光技术来说,电化学发光具有更高的灵敏度、更稳定的信号和更清晰的关联生物学过程的能力。
最近,科学家们对电化学发光的机理、原理和研究方法进行了新的探索和研究。
ECL的原理主要包括两个方面:电化学和发光。
电化学是指在电解质溶液中通过电化学反应来产生荧光基团和还原剂。
发光是指通过能量转移机制,激发荧光基团发出荧光,最终形成发光信号。
电化学发光的研究方法主要包括两种:电化学化学发光(Electrochemiluminescence Detection,EDC)和电化学放射性发光(Electrochemiluminescence Detection, RDE)。
EDC是通过控制电化学反应的条件,使荧光基团和还原剂在电化学反应中生成并发出光,从而检测化学反应的方法。
RDE则是将放射性标记的化合物放入电化学细胞中,并控制电化学反应产生激发态的抗体片段,从而使抗体片段与放射性标记的化合物发生荧光共振能量转移,再发出荧光信号。
这些方法对于生物医学和环境监测等领域具有广泛的应用价值。
目前,随着人们对电化学发光的研究深入,越来越多的新原理和研究方法陆续出现。
其中,有一项最新的研究指出,电化学合成方法可以用于构建新型有机荧光材料,来实现构建两种不同材料之间的电子传输,从而形成电化学荧光共振能量转移,再通过发光信号来实现材料的检测。
此外,还有研究人员利用电化学方法设计了新型的识别基于感觉单元原理的光学传感器。
从而可以生产出特定的传感器来检测特定的离子或分子。
这种技术在食品检测、环境检测等领域具有广泛应用。
电化学发光技术的发展路径是曲折的,但是它的应用前景非常广阔。
未来,电化学发光技术将会继续深入,更多的新原理和研究方法将会被探索、发现和应用。
化学发光分析技术的新方法研究
化学发光分析技术的新方法研究随着科学技术的不断发展,化学分析领域也在不断更新换代,新的技术和方法应运而生。
化学发光分析技术便是其中之一。
化学发光分析技术是指利用物质在发光过程中产生的化学信号以及与其他物质之间的相互作用,来对见解样品的分析方法。
这种方法被广泛应用于化学、生物、医学、环境等领域,成为了一种重要的分析技术。
然而,早期的化学发光分析技术并不够精确,且只能用于少数有机化合物及其衍生物的检测。
近年来,科学家们对这一技术进行了深入的研究和改进,使其在应用方面得到大幅度扩展,发展出了一些新方法。
1. 高通量发光杂交(HT-LAMP)高通量发光杂交(HT-LAMP)分析法是一种非常快速的检测方法。
它结合了等温扩增和化学发光技术,充分利用DNA扩增的特点,在很短的时间内对DNA进行检测。
这种方法可以避免在扩增反应中产生的非特异性杂交,取得了非常好的分析效果。
2. 平板式微流控分析系统平板式微流控分析系统将微流控和化学发光技术融合在一起,实现真正意义上的“分析即检测”。
这种方法利用微流控技术制备微型芯片,加上类似肝脏的功能、自动化操作的仪器。
同时,化学发光技术则通过点亮某些分离的物质,来实现检测。
3. 纳米抗体固相酶联免疫吸附试验通过对化学发光分析技术的改进,科学家们发展出了一种新的分析方法——纳米抗体固相酶联免疫吸附试验。
这种方法可以更加快速、灵敏地检测抗体,因而对抗体检测有着很高的精度和可靠性。
总的来说,随着科学技术的发展,化学发光分析技术得到了越来越广泛的应用。
高通量发光杂交、平板式微流控分析系统和纳米抗体固相酶联免疫吸附试验这几种新方法的出现,使该项技术在快速、高敏感、高精度和高通量等方面得到了更大的提升。
这不仅对化学和生物领域有着非常重要的应用价值,也为工业和医学领域提供了很多有力的支持。
电化学发光分析方法及小颗粒检测
电化学发光分析方法及小颗粒检测在现代科学研究中,电化学发光分析方法被广泛应用于生命科学、环境监测、药物筛选等领域。
它通过在电化学反应中产生发光信号,实现对目标分子的检测和分析。
同时,电化学发光方法还能够检测和分析微小颗粒,限度达到纳米级别,具有高灵敏度、高选择性和高稳定性的特点。
本文将介绍电化学发光分析方法的基本原理、应用领域以及小颗粒检测的相关技术。
电化学发光分析方法基本原理是利用电化学反应过程中的可逆或不可逆电化学发光现象,将电化学信号转化为荧光信号进行检测。
其中,常用的电化学发光分析方法包括电致化学发光、电化学发光免疫分析和电化学发光DNA传感器等。
电致化学发光是利用电解质溶液中某些特殊物质在电位激发下产生发光现象。
免疫分析法则是借助抗体和抗原的特异性结合来实现信号的产生和检测。
电化学发光DNA传感器则是通过基于DNA的特异配对和杂交反应使靶分子与信号分子结合,来进行分析检测。
电化学发光分析方法具有广泛的应用领域。
在生命科学领域,电化学发光方法被广泛应用于DNA检测和蛋白质测定。
在DNA检测中,可以利用电化学发光方法检测目标DNA的序列,实现病原体的快速检测和基因突变的分析。
在蛋白质测定中,可以利用电化学发光分析方法测量蛋白质的浓度,用于疾病的诊断和治疗。
此外,在环境监测领域,电化学发光方法可用于重金属离子、有机污染物和环境污染等物质的检测和分析。
电化学发光方法的高灵敏度和高选择性使得它成为一种非常重要的分析工具。
小颗粒检测是电化学发光方法的一个重要应用领域。
小颗粒的检测对于纳米材料的研究和制造具有重要意义。
电化学发光方法可以实现对小颗粒的定量和定性分析,发现纳米材料的形貌、尺寸和组成等特征。
例如,通过调节电位和扫描速率等参数,可以在电化学发光方法下实现对纳米颗粒的控制和检测。
此外,利用电化学发光免疫传感器的原理,可以将纳米颗粒与特定抗体或抗原结合,实现对纳米颗粒的灵敏检测和定量分析。
在使用电化学发光分析方法进行小颗粒检测时,需要注意一些关键技术和实验条件。
化学发光法检测生物分子的研究
化学发光法检测生物分子的研究随着生物学的发展和人类对生命科学的不断深入了解,对于生物分子的检测和研究也变得越来越重要。
而其中的一种检测方法就是基于化学发光法。
化学发光法是指利用化学荧光物质,在与生物分子发生特定反应后被激发,从而产生特定波长的荧光信号并进行检测的方法。
在生命科学领域,化学发光法已经被广泛应用于生物分子的检测中,并取得了一定的研究进展。
1.化学发光法检测蛋白质蛋白质作为生命现象中最重要的分子之一,其在生物体内发挥着诸如酶催化、结构支撑、信号传递等多种生命活动的重要作用。
因此,对于蛋白质的检测也成为了化学发光法在生物分子检测中的一个重要研究领域。
在化学发光法检测蛋白质的过程中,常用的方法是利用蛋白质特异性荧光连结剂将荧光物与蛋白质结合,从而实现对蛋白质的检测。
其中,最常用的是利用生物素-链霉素酶体系。
生物素与链霉素酶形成互相特异性的固定化酶,使得生物素与链霉素酶特异性地结合。
在将链霉素酶与荧光物质结合之后,当生物素-荧光物与蛋白质结合时,荧光信号也就会被产生出来。
这种方法具有灵敏度高、检测速度快、特异性好的优点,可用于各种类型的蛋白质检测。
2.化学发光法检测核酸核酸是构成生物体遗传信息的基本分子,在生命科学领域也被广泛地应用。
而其中的一种检测方法就是基于化学发光法。
利用化学荧光物质与DNA等核酸特异性结合并发生作用,通过测定发光信号的强度、持续时间等参数来进行分析和检测。
目前,在核酸的检测中,最常用的是利用特异性引物与靶序列结合的方法。
在有特异性引物存在的情况下,若存在反应体系中的靶序列与引物互补配对,就会产生一定的信号强度。
利用这一特性,可以实现对DNA/RNA等核酸分子的检测,从而实现将生物体遗传信息进行分析和研究。
3.化学发光法在细胞内分子监测中的应用除上述生物分子外,化学发光法还被广泛应用于细胞内分子监测和响应分析的研究中。
其中,最常见的研究方向是利用化学发光法检测生物体内细胞内信号分子的产生和变化情况。
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DNA电致化学发光分析方法研究
电致化学发光(ECL)是在化学发光基础上发展起来的一种新的分析方法,它
是化学发光与电化学相结合的产物,兼具化学发光和电化学分析的优点,同时又
延伸出一些独特的优势,例如灵敏度高、抗干扰能力强、重现性好、可进行原位现场分析、动态范围宽等。
自2002年有关Si纳米粒子的ECL研究被报道以来,半导体纳米晶(SNCs)作为新型的ECL材料近年来备受关注。
与传统的分子发射物相比,半导体纳米晶有着独特的优点,例如尺寸/表面缺陷控制的发光、无光漂白、稳定性好。
因此,基于半导体纳米晶的ECL已经被广泛地应用于生物传感和生物分析中。
本论文研究了多种SNCs的ECL性能,并以这些物质为ECL发光体,结合DNA杂交技术、界面能量转移技术和酶的循环放大技术,实现了 DNA的序列识别及含量测定,为新型DNA传感器的开发提供了新的思路和方法。
1.基于金纳米粒子和等温循环双重放大的超灵敏ECL法检测DNA将具有等温放大效应的“DNA机器”与Au 纳米粒子对CdS半导体纳米晶膜ECL距离可控的猝灭与增强现象相结合,发展了一种新型超灵敏的ECL DNA传感界面。
ECL体系中的这种界面能量转移给生物识别元件的转换提供了一种新的方法,且等温DNA放大反应可以在室温条件下进行,因此避免了热循环的一些要求。
此研究结果不仅为超低浓度DNA检测提供了一种新的方法,还给DNA生物传感器对其他分析物的检测带来广阔的应用前景。
2.基于等温循环放大和双纳米粒子标记的三茎式探针的超灵敏单核苷酸多态性ECL检测方法基于等温循环协助的标
记有Au和CdTe两种纳米粒子(NPs)的三茎式探针,我们研发了一种新型的电致化学发光(ECL)检测单核昔酸多态性的方法。
本体系是由电极表面的CdS纳米晶(NCs)膜作为电致化学发光体,然后,将标记Au NPs的二倍茎结构探针DNA连接到纳米晶膜上,最后再与标记CdTe NPs的DNA链杂交形成三茎式结构的探针DNA。
此时的Au NPs和CdTe NPs对于CdS NCs 膜的ECL有着能量转移双猝灭作用,因此,极大地降低了背景信号值。
当基因突变的DNA(m-DNA)序列作为SNP的检测物出现时,三茎式结构的探针DNA就会被打开,标记CdTe NPs的DNA链将会被取代,而Au NPs也会远离CdS NCs膜,此时ECL
导致的Au NPs表面等离子场将会增强ECL信号,然后在溶液中引物、聚合酶、内切酶的等温循环扩大的协助下,ECL信号有了更进一步的提高。
当这种能量转移的三茎式探针体系与“DNA机器”结合后,提高了对SNP检测的选择性和灵敏度,对m-DNA的检测限低达35 aM。
该方法为研制新的高灵敏度、特异性的生物传感器件开辟了道路。
3.基于CdS:Eu纳米晶和Au纳米棒之间ECL-RET效应的超灵敏DNA分析方法本工作使用CdS:Eu纳米晶(NCs)作为电致化学发光(ECL)能量供体、Au纳米棒(AuNRs)作为ECL受体,设计了一种新颖的电致化学发光共振能量转移(ECL-RET)体系。
具有高消光系数的AuNRs的吸收波谱可以通过改变纳米棒的纵横比而较易地被调控,使其与CdS:Eu NCs膜的ECL发射波谱达到很好地匹配,从而获得高效率的ECL-RET。
这里我们使用6-碱基对的茎和12、30、45核苷的环结构的分子信标DNA,研究了 NCs-ECL和不同Au纳米粒子之间由光谱、距离和形状决定的ECL-RET的效率。
在优化的条件下,该ECL-RET体系被用于超灵敏、特异性的靶DNA检测,给临床分析带来了重要的应用前景。
4.基于目标分子循环放大和DNA酶猝灭效应的ECL传感器我们通过带有负电荷的3-巯基丙酸(MPA)修饰的CdS:EuNCs和带有正电荷的PDDA/石墨烯之间的静
电相互作用,制备了新型的K-掺杂石墨烯-NCs(K-GR-NCs)复合物。
这里,K-掺杂石墨烯纳米材料能够加速电极表面的电子传递,因此在玻碳电极(GCE)表面组装的K-GR-NCs复合物膜增加电极的有效面积,增强了 ECL信号。
然后我们将K-掺杂石墨烯-CdS:EuNCs复合物和核酸内切酶(NEase)辅助的链切断循环相结合,基于G-四链体/血晶素的DNA酶作为电化学催化剂用于还原CdS:EuNCsECL的共反应剂H202,发展了一种简单、无需标记、超灵敏和特异性的DNA生物传感器。