郑州轻工业学院电气信息工程学院姜利英、刘 帅、任林娇等人基于纳米金/蔗糖酶构建核酸适体传感器,利用纳米金较大的比表面积固定蔗糖酶实现对检测信号的转换与放大,基于核酸适体与靶目标强亲和力结合的竞争机制,结合血糖仪实现了对DH的检测,具有操作简便、检测成本低、特异性好的特点。通过选择合适的核酸适体容易实现对致病菌、抗生素等的特异灵敏检测,在医疗卫生和食品安全领域具有较大的研究价值。
1、反应时间优化
由于实验过程涉及到生化反应,为了使反应进行充分,并且在最短的时间内获得较好的实验结果,需对反应时间进行优化。
DH孵育时间优化
30 min之前,信号强度随时间延长而增强,此时DH与核酸适体的竞争结合使检测探针脱离捕获探针并催化蔗糖为葡萄糖,检测探针的脱离量随DH孵育时间的延长而增多;30 min之后,信号强度逐渐趋于稳定,此时DH与核酸适体竞争结合完成,检测探针的脱离量不变,其与多巴胺的孵育时间无关,只与DH的加入量有关。故DH的孵育时间最短应选择30 min。
蔗糖酶的催化反应时间优化
120 min之前,信号强度随时间的延长而增强,此时检测探针上的蔗糖酶催化蔗糖生成葡萄糖,葡萄糖的生成量与反应时间有关;120 min之后,信号强度逐渐趋于稳定,此时蔗糖酶完成催化,葡萄糖的生成量与反应时间无关,只与蔗糖酶的量(检测探针的量)有关。故蔗糖酶催化反应时间最短应选择120 min。
2、传感器的线性检测范围
在上述实验条件下,加入不同浓度DH(0.45、0.70、1.00、1.50、2.00、2.50、4.00、5.00、10.00 mmol/L)进行检测, 血糖仪的信号强度与D H 浓度在0.45~10 mmol/L范围内具有良好的线性关系:Y=0.343 6+1.168 4X(其中Y为血糖仪信号强度,X为DH浓度),相关系数R为0.997,检出限(样品中目标分析物能被准确检出的最小量)为0.45 mmol/L。
3、传感器的准确性与精确性测定结果
8.0、3.0、0.8 mmol/L的DH标准液使用该传感器的检测值分别为7.940、2.958、0.838 mmol/L,标准差为0.071 8、0.040 2、0.040 2 mmol/L,相对标准偏差(RSD)为0.9%、1.4%、4.8%。故该传感器对DH检测具有较好的准确性和精确性,且对高浓度DH检测的RSD较小。
4、传感器的特异性测定结果
DH的血糖仪信号强度要明显强于尿酸等干扰物的信号强度,且在实验全程中,采用保鲜膜对微孔板进行物理封闭,减少非特异性背景信号,故该传感器对DH检测具有特异性。
结论
利用核酸适体与靶目标的亲和力强于核酸适体与互补链间的碱基力原理,基于纳米金/蔗糖酶构建竞争型核酸适体传感器,并结合血糖仪实现对DH的检测。结果表明,靶目标孵育时间和蔗糖酶催化时间分别为30 min和120 min;DH的线性检测范围为0.45~10 mmol/L,相关系数为0.997,检出限为0.45 mmol/L。对该传感器的准确性和特异性进行实验验证,表明该方法具有选择性好、稳定性高、操作简单的特点,并在环境监测、食品安全的即时检测方面具有应用前景。目前该方法的检测范围还具有一定局限性,这是由血糖仪自身制备工艺所限制,未来可以通过实验条件的优化以及采取合理的信号放大等方法来改善。