基于纳米材料信号放大技术的生物传感器研究进展

生物传感器具有成本低、灵敏度高、检测速度快等优点,被广泛应用于食品安全、生物医学和环境检测等领域。信号获取是生物传感器构建过程中非常重要的一个环节,信号放大技术的应用能有效提高传感器性能。其中,纳米材料的信号放大技术在提高生物传感器的灵敏度以及加快检测速率等方面发挥着重要的作用。本文对纳米材料信号放大技术的研究现状进行了综述,并对该技术进行了展望。

基于核酸酶辅助信号放大的2’-O-甲基修饰分子信标用于高灵敏和特异性外泌体肿瘤microRNA分析

外泌体是新兴的重要癌症生物标志物。有效检测外泌体和外泌体内容物,特别是microRNA (miRNA),对于癌症的诊断和治疗是迫切且具有挑战性的。基于双链特异性核酸酶(Duplex specific nuclease, DSN)的特异性识别和消化能力,我们设计了一个2’-O-甲基修饰的分子信标(2’-O-methyl-modified molecular beacon, omMB),并开发了一个高灵敏度和特异性分析外泌体miRNA的信号放大检测平台。该方法以A375细胞分泌的外泌体为模型,以microRNA-21 (miR-21)为模型miRNA分子,可以检测到低至37.9 pM的miRNA和2 μg/mL的裂解外泌体。同时,与许多已开发的DSN辅助信号放大方法相比,新方法具有较高的特异性,可以区分错配miRNA。总之,这项工作为医学分析、临床应用和疾病诊断中的外泌体检测提供了一种有效的分析策略。

核酸信号放大技术在生物检测中的应用研究进展

近年来,核酸扩增技术在食品安全控制、环境监测和医药领域都发挥着越来越重要的作用。本文介绍了部分核酸扩增技术,阐述了这些核酸扩增技术的原理,综述了这些核酸扩增技术在生物检测中的应用,并对生物样品快速检测的应用前景进行展望,以期为相关研究提供参考。

河北石家庄:查处两起私设手机信号放大器案

2023年12月6日,河北省石家庄无线电监督执法局接到中国电信石家庄分公司干扰投诉,称藁城区某村和长安区某小区附近的基站受到干扰,周边手机用户通信受到影响,出现了掉号、掉线、通话断断续续等现象。12月7日,石家庄无监局派执法和技术人员赴现场进行排查。在藁城区,技术人员通过监测和排查将干扰源锁定在某村一村民家中,最终在该村民的房顶上发现了手机信号放大器天线.

双重信号放大高灵敏检测凝血酶方法研究

本文介绍了一种基于无标记双重信号放大的简单、超灵敏的配体传感器,采用电化学阻抗法检测凝血酶,用氧化还原探针[Fe(CN)_(6)]^(3-/4-)分析表征电极表面电荷传递阻抗的变化(ΔR et),凝血酶与其适配体特异性结合,形成的“三明治”夹心结构,以及双链DNA刚性结构的增敏作用,可实现双重放大信号的作用,提高目标物的测定灵敏度。结果显示,线性范围良好,为0.02~10 nmol·L^(-1),检出限低,达0.22 pmol·L^(-1),方法简单、灵敏、特异性高,能用于人血清样品中凝血酶的检测。

无酶级联催化发夹自组装和杂交链反应信号放大细胞表面特定蛋白糖基化高灵敏成像分析和高效光动力治疗

开发了一种基于邻近诱导的催化发夹组装和杂交链反应(CHA-HCR)的高灵敏度、无酶信号放大策略,用于癌症细胞原位蛋白质特异性糖基化高灵敏荧光成像和高效光动力治疗.设计了2种DNA探针,分别用于靶蛋白和聚糖的特异性标记,其中蛋白探针(PP)通过适配体识别MUC1蛋白,聚糖探针(GP)通过生物正交反应特异性结合唾液酸.由于邻近效应,PP中的CHA起始序列与相邻的GP杂交,并引发随后的CHA-HCR级联反应.最后,在靶蛋白的特定糖基化上形成具有多个荧光分子或光敏剂的延伸双链DNA,实现了细胞表面特定糖蛋白的高灵敏选择性成像分析和肿瘤细胞灭杀,为癌症的诊断和治疗提供了一条通用途径,也为通过靶向特定糖蛋白增强细胞毒效应的光动力治疗提供了工具.该策略为揭示糖基化机制、筛选聚糖相关生物标志物和开发靶向疗法提供了参考.

不对称PCR结合滚环扩增信号放大技术检测牛肉中单增李斯特菌

建立一种不对称聚合酶链式反应结合滚环扩增信号放大(Rolling circle amplification,RCA)的技术,对牛肉中单增李斯特菌进行快速灵敏检测。通过改变上下游引物的浓度,扩增得到一条带有通用序列的单链DNA,进而引发RCA反应,产生大量的G-四链体序列,硫黄素T嵌入G-四链体序列中产生荧光信号,从而实现对单增李斯特菌的检测。在最优的条件下,本研究所建立的方法对单增李斯特菌在PBS中的检测限为3.6×101 CFU/mL;在加标的牛肉中,其检测限达到了3.6×102 CFU/g。本研究所建立的方法可实现单增李斯特菌的快速检测,通过改变特异性的引物,该方法也可用于其他食源性致病菌的检测,具有较高的推广应用价值。

免疫层析信号放大技术及其在生物医药领域应用的研究进展

免疫层析技术由于具有操作简便、快速、灵敏度和选择性好、操作成本低、无需专业技术人员协助等特点,已广泛应用于生物分析、疾病诊断、药物残留检测及食品安全等领域。重点介绍了免疫层析技术的原理、基于免疫标记材料以及免疫测定模式设计的信号放大策略,综述了该技术在生物医药领域的应用研究进展,并对免疫层析技术未来的发展方向以及在即时检测方面的应用价值进行了展望。

肿瘤细胞表面伞形胶束诱导特异性识别荧光增强与数字信号放大的单细胞轮廓可视化

以循环肿瘤细胞(CTC)的特异性膜蛋白EpCAM为识别受体,以羧基荧光素(FAM)标记的EpCAM核酸适体(Apt-FAM)为识别配体,当Apt-FAM特异性识别EpCAM后,细胞表面分布着大量的FAM荧光团,FAM荧光团的疏水性诱导非离子型表面活性剂Tween-80的疏水端在FAM周围聚积,形成以FAM为中心的伞形纳米胶束,从而增强了细胞膜的特异性识别荧光,提高了荧光信号的信噪比;利用数字信号放大技术,将成像细胞的膜荧光信号放大,使成像细胞的轮廓完整、清晰地呈现出来,实现了单细胞特异性识别轮廓的可视化,提高了捕获CTC计数和尺度估计的准确度。

基于氧化石墨烯的无酶循环放大荧光信号法检测DNA

基于纳米材料氧化石墨烯的荧光猝灭性能,引入靶物催化发卡结构组装作为循环信号放大方法,构建了一种用于检测单链DNA的高灵敏荧光检测平台.通过对实验条件进行优化,确定以氧化石墨烯浓度60 mg/mL、加入target DNA后反应温度37℃、反应时间30 min为该检测方法的最佳反应条件.在优化后的实验条件下,加入靶物DNA后荧光信号变化值与靶物浓度的线性范围为0.5~14 pM,检测限为0.055 pM.该检测方法快速、灵敏、成本低,通过改变荧光探针序列还可实现micro RNA、生物小分子和蛋白质的检测,因此在生化分析和分子医学等领域具有较大的应用前景.

基于高性能光电材料和核酸信号放大策略的光致电化学生物传感器概述

1839年Edmond Becquerel首次发现了光电效应,自此光致电化学(photoelectrochemical,PEC)蓬勃发展。通常情况下,PEC过程是指有机/无机光电活性材料在光照射下吸收光子,电荷随之发生分离和转移,实现光-电转换过程,界面处产生的电子-空穴对(e^(-)-h^(+))将引起分子或离子的氧化还原反应。光致电化学与生物分析的结合开创了PEC生物分析的新兴领域,PEC生物分析主要包含两个关键要素:光电活性材料和生物识别元件,其中,光电活性材料用于产生检测信号,生物识别元件主要为酶、抗体和核酸等,它与检测目标物相关。PEC生物分析原理为识别元件与其相应的目标物之间发生生物相互作用,引起光电流/光电压的变化,该过程以光作为输入信号,电流/电压作为检测信号,这种不同的能量形式也赋予PEC生物分析低的背景信号和较高的检测灵敏度。目前,PEC生物传感在疾病早期诊断、环境污染物监测、食品安全分析等方面显现出潜在的应用前景。而PEC生物传感器的检测性能很大程度受到材料光电性能的影响,因此,提高材料光电转换和载流子迁移效率是有效提高传感器性能的关键。另一方面,待检测目标物浓度一般为痕量甚至超痕量水平,因此设计高效的核酸放大策略对提高传感器灵敏度也有着重要的意义。本文概述多种光电材料性能增强和核酸信号放大策略,有利于深化对PEC生传感器的理解,为提高PEC传感器分析性能提供方向。

油气管道阴极保护电流检测的信号放大系统设计与实现

为了实现油气管道内检测设备实时采集与存储管道阴极保护电流数据的功能,研究了如何实现微弱信号的采集与放大。由于被采集信号十分微弱常达到微伏级,容易引入噪声,设计了信号滤波等预处理方法。针对单个运放芯片无法实现信号的高增益需求,提出了一种信号两级放大的方法,并进行了仿真与验证。该信号放大系统便于集成在油气管道内检测设备中,为阴极保护电流检测提供了一种新手段。相对于阴极保护电流外检方式,内检测方法可以一次性检测整条管道而且耗时更短,缺陷定位更加准确,检测效率更高,检测成本更低。

基于双链特异性核酸酶水解信号放大检测miRNA的方法学进展

微小RNA(miRNA)作为肿瘤等多种疾病相关的一类核酸标志物,在疾病早期或预后阶段水平极低,需要提高miRNA检测灵敏度。双链特异性核酸酶(DSN)是近年来新发现的一种特异性水解DNA-RNA杂交链中DNA、而对单链RNA不产生作用的核酸酶;利用其酶切特性可导致miRNA循环再利用,从而实现miRNA检测信号放大。目前基于DSN酶切放大效应检测miRNA为一项热点研究,其与等温扩增及纳米材料相结合,主要在DSN介导的比色传感器、荧光传感器、电化学及电化学发光传感器等方面发展出许多miRNA检测新方法,为医学检验工作者提供了极具前景的miRNA技术工具。巧妙设计DNA探针、克服DSN部分局限性、增加新型纳米材料等则是基于DSN酶切放大效应检测miRNA新方法的未来研究发展方向。

信号放大策略在比率型电化学生物传感器中的应用进展

信号放大技术的快速发展为比率型电化学生物传感器的设计提供了新思路。首先,综述了近5年来多种信号放大技术在比率型电化学生物传感器领域的应用进展;然后,系统介绍了3种不同类型的信号放大应用手段;最后,展望了其在比率型电化学生物传感器的应用前景。

磁珠纳米探针结合免疫层析法联级信号放大快速检测奶制品中的两种致病菌

阪崎氏肠杆菌和金黄色葡萄球菌是乳制品中致病率较高且常见的检测项目,本研究首先通过免疫磁分离技术实现目标菌的有效富集,然后通过新型的纳米荧光材料量子点及生物素–链霉亲和素体系结合免疫层析法实现阪崎氏肠杆菌和金黄色葡萄球菌联级信号放大和超灵敏联合检测。通过对研究整体的相关优化,两种菌检测灵敏度均可达到2 × 103 CFU/mL,相比传统的免疫层析法检测灵敏度提高了近2000倍。可实现同时超灵敏检测食源性致病菌的,为食品安全快速高灵敏准确检测大分子目标物提供了新的思路。

地铁列车测试用矩形波信号隔离放大装置设计

常规信号发生器输出的矩形波信号最大幅值只有10 V,无法直接用于测试地铁列车牵引系统IGBT驱动板,因此,研制矩形波信号隔离放大装置。该装置可将信号发生器输出的矩形波信号幅值由5 V~10 V,转换为15 V~25 V。介绍隔离放大装置组成,以及隔离放大装置集成电路的设计内容。经验证,隔离放大装置具有对信号发生器输出矩形波的隔离和放大作用,输出波形无失真,并具有保护信号发生器及外部供电电源不被损坏的功能。

江西赣北:快速查处一起私设手机信号放大器案

2月22日,江西移动景德镇分公司向赣北无线电监测中心(简称“赣北中心”)投诉,称浮梁大洲村附近通信基站近日受到不明干扰,造成周边7个小区居民无法正常通信,用户怨声不断,请求协助消除干扰。接到投诉后,赣北中心迅速组织技术人员前往受干扰区域进行排查。在景德镇移动公司工作人员的积极配合下,赣北中心技术人员利用便携式设备在干扰区域进行测向定位,很快锁定干扰源在浮梁某工业园内,最终在一企业大楼外墙上找到了一个手机信号放大器.

福建莆田无管局 查处私装信号放大器干扰通信基站案

近日,福建省莆田市无线电管理局接到群众投诉,称涵江区保利观澜别墅周边公众移动通信信号受到干扰,严重影响用户通信质量。莆田市无管局立即启动无线电干扰查处程序,派出监测、执法人员排查干扰。到达现场后,监测人员利用PR一100手持设备进行扫描,发现某频段存在一个不明信号,随即对别墅区进行测向排查,将干扰源锁定在一栋别墅院内。

福建厦门:查获一部手机信号放大器

4月17日,福建省厦门市无线电管理局接到12345转发的干扰投诉,称思明区金榜南路附近居民楼家中无线网络受到干扰,无法正常连接无线路由器上网。接到干扰投诉后,厦门市无线电管理局邀请国家无线电监测中心福建监测站技术人员加入,成立干扰排查小组展开了排查。18日,排查小组迅速赶赴现场进行排查,最终确定干扰源为同楼住户擅自设置的手机信号放大器,该手机信号放大器天线与被干扰的无线路由器仅一墙之隔。

手机信号放大器产生有害干扰的原因及对策

近期,新疆维吾尔自治区阿克苏地区无线电管理局排查了多起由手机信号放大器造成的电信运营商基站干扰,并对擅自设置使用手机信号放大器的单位和个人进行了立案查处。为深入贯彻党的二十大精神,践行全心全意为人民服务的根本宗旨,阿克苏无管局在加大干扰排查力度的同时,深入查找、分析了产生干扰的原因,并积极寻求解决问题的对策。