核酸适配体传感器在血小板衍生生长因子检测中应用进展.docx
背景介绍
核酸适配体（Aptamer），也称为“化学抗体”，是通过指数富集配体系统进化技术（SELEX技术）筛选出来的一段单链核酸（DNA或RNA），能够高亲和力、高特异性地识别目标物，具有分子量低、稳定性高、免疫原性低、易于合成和修饰，成本低等特点，极大地促进了血小板衍生生长因子-BB（PDGF-BB）生物传感器的快速发展。因此，进行PDGF-BB核酸适配体传感器汇总和分类具有重要的意义。
文章亮点
01.根据信号输出方式，比较分析了PDGF-BB核酸适配体传感器的构建策略，包括比色核酸适配体传感器、荧光核酸适配体传感器、电化学核酸适配体传感器和电致发光核酸适配传感器等，为不同类型传感器的发展方向提供了借鉴与参考；
02.总结并讨论了核酸适配体在PDGF-BB生物传感器构建中的技术瓶颈和未来发展趋势。
内容介绍
1比色核酸适配体传感器
比色法是以颜色变化为分析基础，通过肉眼识别或分光光度计监测，实现对引起颜色变化的目标物定性或定量检测。由于操作简单、价格低廉、无需高精密仪器设备、检测效率高等优点，是核酸适配体传感器最为常用的检测方法之一。
2荧光核酸适配体传感器
荧光分析法是检测蛋白质最常用的分析方法，荧光基团通过标记或非标记方式与核酸适配体结合，荧光强度、荧光衰减速率、以及荧光各向异性等可单独或相互结合作为信号输出方式，具有灵敏、快速、简单且成本较低等优势，被广泛应用于PDGF-BB的荧光核酸适配体传感器中。
图2???A.在存在和不存在PDGF-BB的情况下适配体传感器的性能示意图；B.可回收且灵敏的荧光适配体传感器示意图；C.基于两种可调FRET模式的银增强比率纳米传感器的制备及蛋白PDGF-BB的传感；D.对应于目标诱导的DNA聚合酶激活和循环放大级联的原理用于PDGF-BB的高灵敏荧光测定
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电化学核酸适配体传感器
电化学核酸适配体传感器是将电化学的高灵敏度检测优势和核酸适配体的高特异性相结合，把核酸适配体识别信号转化为电信号，通过监测电流、电位或阻抗等的变化来检测目标分子。
图3??A.基于均相熵催化驱动的DNA水凝胶作为强信号阻滞剂的PDGF检测生物传感器[38]；B.构建的双信号读出适合传感器示意图:双功能探针的制备和用于检测PDGF-BB的EC-比色双信号读出传感的原理[39]；C.基于适配体传感器检测PDGF-BB示意图[7]；D.基于C-MEMS的PDGF-BB?适配体传感器和电化学测试槽的制作过程示意图[6]
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电化学发光核酸适配体传感器
电化学发光（Electrochemiluminescence，ECL）是基于电极反应产物之间或电极反应产物与体系中组分之间进行化学反应，使得发光信号分子从激发态跃迁回基态产生光辐射的技术。电化学发光法是电化学和化学发光技术的结合，兼具有电化学高灵敏度和化学发光的背景信号低等优点，实现了简单、高灵敏度、低成本检测。
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其他核酸适配体传感器
除以上几种常见方法外，构建了固相光纤表面等离子共振（FO-SPR）生物传感平台，如图4B所示，固定在光纤上的适配体和固定在金纳米粒子上适配体与PDGF-BB以“三明治”结构特异性结合，显着放大了FO-SPR信号，实现对血清样品中PDGF-BB的特异性检测，检测限为0.35pmol/L。通过使用无标记的核酸适体和双引物，构建了一种简单而新颖的用于检测PDGF-BB的表面增强拉曼散射（SERS）适配体传感器，其原理如图4C所示，分别采用核酸内切酶和聚合酶辅助的核酸扩增反应，产生大量能打开修饰在金膜表面的发夹探针的探针，拉曼标记的金纳米颗粒探针可以与被打开的发夹探针杂交，从而固定在金膜表面，在金膜基底和探针之间产生耦合电磁场，实现SERS信号的放大，定量检测PDGF-BB的检测限可达到0.42pmol/L。该传感器具有潜在的通用性，可以通过改变核酸适配体便很容易地设计用于其它生物分子的检测。液晶（LCs）是一种兼具液体的流动性和固体的光学各向异性的材料，具有灵敏的取向响应和双折射等优异理化特性，因此，作为一种“敏感元件”被广泛应用于生物传感领域。基于适配体与PDGF-BB识别作用引发的磁珠表面原位滚环扩增(RCA)，构建了高灵敏检测血液中PDGF-BB液晶适配体传感器。当PDGF-BB存在的时候，磁珠表面的RCA可以发生，短链DNA扩增成长链DNA。再将滚环扩增产物转移到对扩增DNA敏感的十八烷基三甲基溴化铵（OTAB）修饰的液晶界面，导致液晶的外观由暗变亮，从而实现PDGF-BB的检测。该传感器结合了磁珠高效富集分离、RCA高效延伸DNA和高敏感的液晶界面3者的优势，提高了检测灵敏度，达到0.12pmol/L，比之前报道的LC传感器灵敏度提升至少4个数量级。
图4??A.QDs@CNNS的ECL传感器工作原理图；B.?PD