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Biosens. Bioelectron:陈鸣等发明漏声表面波生物传感器检测系统

来源:科技日报 2012-04-27 19:13

 

近日,第三军医大学大坪医院野战外科研究所检验科主任陈鸣教授带领科研团队通过8年攻关,成功构建了用于大分子检测的漏声表面波生物传感器检测系统。该检测技术具有高度特异性、敏感性和低成本的特点,并已应用于单核苷酸多态性的检测,对临床诊断和指导疾病治疗有重要意义。日前,相关论文发表在国际传感器领域权威期刊《生物传感器与生物电子学》(Biosensors and Bioelectronics )杂志上。

单核苷酸多态性(SNP)作为第三代遗传标记,目前广泛应用于病原微生物分型、临床耐药分析等领域。用于检测SNP的DNA测序、单链构象多态性等传统非均相分析方法,操作复杂且通量不高,导致数据可靠性降低。虽然基因芯片、变性高效液相色谱仪等技术能快速、高效、大批量检测基因组中的SNP,但设备价格昂贵,且技术上需要放射性或荧光标记等,还存在重复性差、结果难以标准化判定等缺陷。

生物传感器这种方法可以解决检测中存在的不足。随着声光、微电子技术的发展,一种新型传感器——漏声表面波传感器逐渐发展起来。与其他类型的生物传感器相比,漏声表面波传感器的检测基频更高,同时更适用于液相分析。

在长达8年的实验研究中,课题组与其他单位合作,共同设计制作了双通道LSAW传感器和数据分析采集软件,成功地构建了漏声表面波传感器检测系统。该系统建立了基于“DNA酶连接反应和生物酶放大”的新型漏声表面波生物传感器SNP检测技术。实验证明,该检测方法具有较高的灵敏度。

据介绍,该课题组构建的新型漏声表面波生物传感器SNP检测技术,与传统的SNP检测方法完全不同,将为临床标本病原微生物的直接检测开拓全新的方法。(生物谷Bioon.com)

Detection of single-nucleotide polymorphisms with novel leaky surface acoustic wave biosensors, DNA ligation and enzymatic signal amplification

Qinghua Xua, Kai Chang, Weiping Lu, Wei Chena, Yi Ding, Shuangrong Jia, Kejun Zhanga, Fake Li, Jianfeng Shi, Liang Cao, Shaoli Deng, Ming Chen

This manuscript describes a new technique for detecting single-nucleotide polymorphisms (SNPs) by integrating a leaky surface acoustic wave (LSAW) biosensor, enzymatic DNA ligation and enzymatic signal amplification. In this technique, the DNA target is hybridized with a capture probe immobilized on the surface of a LSAW biosensor. Then, the hybridized sequence is ligated to biotinylated allele-specific detection probe using Taq DNA ligase. The ligation does not take place if there is a single-nucleotide mismatch between the target and the capture probe. The ligated detection probe is transformed into a streptavidin–horseradish peroxidase (SA–HRP) terminal group via a biotin–streptavidin complex. Then, the SA–HRP group catalyzes the polymerization of 3,3-diaminobenzidine (DAB) to form a surface precipitate, thus effectively increasing the sensitivity of detecting surface mass changes and allowing detection of SNPs. Optimal detection conditions were found to be: 0.3 mol/L sodium ion concentration in PBS, pH 7.6, capture probe concentration 0.5 μmol/L and target sequence concentration 1.0 μmol/L. The detection limit was found to be 1 × 10?12 mol/L. Using this technique, we were able to detect a single-point mutation at nucleotide A2293G in Japanese encephalitis virus.

 

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