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化学进展 2009, Vol. 21 Issue (04): 724-731 前一篇   后一篇

• 综述与评论 •

基于核酸适体的电化学生物传感器*

雷丽红1,2;傅迎春1;徐霞红1;谢青季1**;姚守拙1   

  1. （1. 湖南师范大学化学化工学院  化学生物学及中药分析教育部重点实验室   长沙 410081； 2. 湖南师范大学医学院  长沙 410081)
  • 收稿日期:2008-04-18 修回日期:2008-07-21 出版日期:2009-04-24 发布日期:2009-04-03
  • 通讯作者: 谢青季 E-mail:xieqj@hunnu.edu.cn
  • 基金资助:

    国家自然科学基金

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Aptamer-Based Electrochemical Biosensors

Lei Lihong1,2; Fu Yingchun1; Xu Xiahong1;   Xie Qingji1**; Yao Shouzhuo1   

  1. (1. Key Laboratory of Chemical Biology and Traditional Chinese Medicine Research, Ministry of Education, College of Chemistry and Chemical Engineering, Hunan Normal University, Changsha 410081, China; 2. The Medical College of Hunan Normal University, Changsha 410081, China)
  • Received:2008-04-18 Revised:2008-07-21 Online:2009-04-24 Published:2009-04-03
  • Contact: Xie Qingji E-mail:xieqj@hunnu.edu.cn

核酸适体是一类体外筛选的、可与目标分子高效、高特异亲合的RNA或DNA寡核苷酸片段，与常规识别分子（如抗体等）相比，核酸适体作为一类新型识别分子具有明显特色和优势，已被广泛应用于生物传感等分子识别和应用研究领域。本文就基于核酸适体的电化学生物传感器（标记型和非标记型）的近期进展作简要评述，包括适体简介、标记型（“信号衰减”型、“信号增强”型、酶标记型和纳米粒子标记型）和非标记型电化学适体生物传感器等内容。

关键词： 核酸适体, 电化学生物传感器, 识别分子

The aptamers are DNA or RNA oligonucleotides selected in vitro that can bind their targets with high affinity and high specificity. As a kind of new and special recognition molecules, the aptamers present notable advantages over conventional recognition molecules, such as antibody, thus they have received great attention and been widely utilized in various fields involving molecular recognition and relevant applications, especially in biosensing. In this review, we briefly summarize the recent progress of aptamer-based electrochemical biosensors, involving introduction of aptamer and “signal-on”-type, “signal-off”-type, enzyme-labeled, nanoparticle-labeled and nonlabeled aptamer-based electrochemical biosensors.

Contents
1 Brief introduction of aptamer
2 Aptamer-based electrochemical biosensor
2.1 Labeled aptamer-based electrochemical biosensor
2.2 Non-labeled aptamer-based electrochemical biosensor
3 Conclusions and perspectives

Key words: aptamers, electrochemical biosensors, recognition molecules

中图分类号: 

()

[ 1 ] 　Ellington A D , Szostak J W. Nature , 1990 , 346 : 818 —822
[ 2 ] 　Tuerk C , Gold L. Science , 1990 , 249 : 505 —510
[ 3 ] 　Jayasena S D. Clin. Chem. , 1999 , 45 : 1628 —1631
[ 4 ] 　Ellington A D , Szostak J W. Nature (London) , 1992 , 355 : 850 —851
[ 5 ] 　刘晓静(Liu XJ ) , 刘韧人(Liu R R) , 顾长国(Gu C G) . 生理科学进展(Prog. Physiol . Sci . ) , 2004 , 35 : 374 —378
[ 6 ] 　王成刚(Wang C G) , 莫志宏(Mo Z H) . 生物医学工程学杂志(J . Biomed. Eng. ) , 2006 , 23 : 463 —466
[ 7 ] 　Mairal T, ; zalp V C , Sánchez P L , et al . Anal . Bioanal . Chem. ,2008 , 390 : 989 —1007
[ 8 ] 　Proske D , Blank M, Buhmann R , et al . Appl . Microbiol .Biotechnol . , 2005 , 69 : 367 —374
[ 9 ] 　Tombelli S , Minunni M, Mascini M. Biosens. Bioelectron. , 2005 ,20 : 2424 —2434
[10 ] 　谢海燕(Xie H Y) , 陈薛钗(Chen X C) , 邓玉林(Deng YL) .化学进展(Prog. Chem. ) , 2007 , 19 : 1026 —1033
[11 ] 　漆红兰(Qi HL) , 李延(Li Y) , 李晓霞(Li X X) . 化学传感器(Chemical Sensors) , 2007 , 27 : 1 —8
[12 ] 　Song S P , Wang L H , Li J , et al . Trends Anal . Chem. , 2008 , 27(2) : 108 —117
[13 ] 　Willner I , Zayats M. Angew. Chem. Int . Ed. , 2007 , 46 : 6408 —6418
[14 ] 　Tang J , Xie J , Shao N S , et al . Electrophoresis , 2006 , 27 : 1303 —1311
[15 ] 　Zhang H Q , Li X F , Le X C. J . Am. Chem. Soc. , 2008 , 130 :34 —35
[16 ] 　Berezovski M, Drabovich A , Krylova S M, et al . J . Am. Chem.Soc. , 2005 , 127 : 3165 —3171
[17 ] 　Cole J R , Dick L W, McGown L B. et al . Anal . Chem. , 2007 ,79 : 273 —279
[18 ] 　Huang Y F , Chang H T. Anal . Chem. , 2007 , 79 : 4852 —4859
[19 ] 　Pieken W, Olsen D B , Benseler F , et al . Science , 1991 , 253 :314 —317
[20 ] 　Radi A E , AceroSanchez J L , Baldrich E , et al . J . Am. Chem.Soc. , 2006 , 128 : 117 —124
[21 ] 　Huang C C , Chiu S H , Huang Y F , et al . Anal . Chem. , 2007 ,79 : 4798 —4804
[22 ] 　Liu J W, Lu Y. J . Am. Chem. Soc. , 2007 , 129 : 8634 —8643
[23 ] 　Shlyahovsky B , Li D , Weizmann Y, et al . J . Am. Chem. Soc. ,2007 , 129 : 3814 —3815
[24 ] 　仲志鸿(Zhong Z H) , 羊小海( Yang X H) , 王柯敏(Wang K M) . 生命科学研究(Life Sci . Research) , 2006 , 10 : 206 —209
[25 ] 　徒永华(Tu Y H) , 程圭芳(Chen G F) , 林莉(Lin L) . 高等学校化学学报(Chem. J . Chinese Univ. ) , 2006 , 27 : 2266 —2270
[26 ] 　张迟(Zhang C) , 李柏生(Li B S) , 赵立凡(Zhao L F) . 公共卫生与预防医学(J . Public Health Preventive Med. ) , 2006 , 17 :26 —28
[27 ] 　徐大炜(Xu D W) , 许丹科(Xu D K) . 化学传感器(Chem.Sens. ) , 2005 , 25 : 20 —21
[28 ] 　Xiao Y, Lubin A A , Heeger A J , et al . Angew. Chem. Int . Ed. ,2005 , 44 : 5456 —5459
[29 ] 　Yoshizumi J , Kumamoto S , Nakamura M, et al . Analyst , 2008 , 133(3) : 323 —325
[30 ] 　Bang G S , Cho S , Kim B G. Biosens. Bioelectron. , 2005 , 21 :863 —870
[31 ] 　Zhang Y L , Huang Y, Jiang J H , et al . J . Am. Chem. Soc. ,2007 , 129 : 15448 —15449
[32 ] 　Wu Z S , Guo M M, Zhang S B , et al . Anal . Chem. , 2007 , 79 :2933 —2939
[33 ] 　Feng K, Sun C , Kang Y, et al . Electrochem. Commun. , 2008 ,10 : 531 —535
[34 ] 　Baker B R , Lai R Y, Wood M S , et al . J . Am. Chem. Soc. ,2006 , 128 : 3138 —3139
[35 ] 　Li X, Shen L , Zhang D , et al . Biosens. Bioelectron. , 2008 , 23 :1624 —1630
[36 ] 　Xu D , Xu D , Yu X, et al . Anal . Chem. , 2005 , 77 : 5107 —5113
[37 ] 　Kim Y S , Jung H S , Matsuura T, et al . Biosens. Bioelectron. ,2007 , 22 : 2525 —2531
[38 ] 　Rodriguez M C , Kawde A N , Wang J . Chem. Commun. , 2005 ,4267 —4269
[39 ] 　Centi S , Tombelli S , Minunni M, Mascini M. Anal . Chem. , 2007 ,79 : 1466 —1473
[40 ] 　Cheng A K H , Ge B , Yu H Z. Anal . Chem. , 2007 , 79 : 5158 —5164
[41 ] 　Floch F L , Ho H A , Leclerc M. Anal . Chem. , 2006 , 78 : 4727 —4731
[42 ] 　Zuo X, Song S , Zhang J , Pan D , Wang L , Fan C. J . Am. Chem.Soc. , 2007 , 129 : 1042 —1043
[43 ] 　Hansen J A , Wang J , Kawde A N , Xiang Y, Gothelf K V , Collins G. J . Am. Chem. Soc. , 2006 , 128 : 2228 —2229
[44 ] 　Radi A E , Sanchez J L A , Baldrich E , O’Sullivan C K. Anal .Chem. , 2005 , 77 : 6320 —6323
[45 ] 　Paleˇcek E. Bioelectrochem. Bioenerg. , 1986 , 15 : 275 —295
[46 ] 　Paleˇcek E , KoláV , Jelen F , Heinemann V. Bioelectrochem. Bioenerg. , 1990 , 23 : 285 —299
[47 ] 　Ye Y K, Ju H X. Biosens. Bioelectron. , 2005 , 21 : 735 —741
[48 ] 　庞代文(Pang D W) , 齐义鹏(Qi Y P) , 王宗礼(Wang Z L) ,程介克(Cheng J K) . 化学通报(Chemistry) , 1994 , 2 : 1 —4
[49 ] 　Shen L , Chen Z, Li Y H , Jing P , Xie S B , He S L , He P L , Shao Y H. Chem. Commun. , 2007 , 2169 —2171
[50 ] 　Xiao Y, Piorek B D , Plaxco K W, Heeger A J . J . Am. Chem.Soc. , 2005 , 127 : 17990 —17991
[51 ] 　Radi A E , O’Sullivan C K. Chem. Commun. , 2006 , 3432 —3434
[52 ] 　Lai R Y, Plaxco K W, Heeger A J . Anal . Chem. , 2007 , 79 :229 —233
[53 ] 　Mir M, Vreeke M, Katakis I. Electrochem. Commun. , 2006 , 8 :505 —511
[54 ] 　Papamichael K I , Kreuzer M P , Guilbault G G. Sens. Actuators B ,2007 , 121 : 178 —186
[55 ] 　Centi S , Messina G, Tombelli S , Palchetti I , Mascini M. Biosens.Bioelectron. , 2008 , 23 (11) : 1602 —1609
[56 ] 　Ikebukuro K, Kiyohara C , Sode K. Biosens. Bioelectron. , 2005 ,20 : 2168 —2172
[57 ] 　Polsky R , Gill R , Kaganovsky L , Willner I. Anal . Chem. , 2006 ,78 : 2268 —2271
[58 ] 　Numnuam A , Chumbimuni-Torres K Y, Xiang Y, Bash R ,Thavarungkul P , Kanatharana P , Pretsch E , Wang J , Bakker E.Anal . Chem. , 2008 , 80 : 707 —712
[59 ] 　郑静(Zheng J ) , 林莉(Lin L) , 程圭芳(Chen G F) , 王安宝(Wang A B) , 谭雪莲(Tan X L) , 何品刚(He P G) , 方禹之(Fang Y Z) . 中国科学B 辑: 化学( Sci . China Ser. B :Chem. ) , 2006 , 36 : 485 —492
[60 ] 　Fu Y C , Xie Q J , Jia X E , Xu X H , Meng W H , Yao S Z. J .Electroanal . Chem. , 2007 , 603 : 96 —106
[61 ] 　De-los-Santos-Alvarez N , Lobo-Castanon MJ , Miranda-Ordieres AJ ,Tun-Blanco P. J . Am. Chem. Soc. , 2007 , 129 : 3808 —3809
[62 ] 　Xu D W, Han H H , He W, Liu Z H , Xu D K, Liu X J .Electroanalysis , 2006 , 18 : 1815 —1820
[63 ] 　Schlecht U , Malave A , Gronewold T M A , Tewes M, Lohndorf M.Biosens. Bioelectron. , 2007 , 22 : 2337 —2340
[64 ] 　Xu Y, Yang L , Ye X Y, He P G, Fang Y Z. Electroanalysis ,2006 , 18 : 1449 —1456
[65 ] 　Li B L , Wang Y L , Wei H , Dong S J . Biosens. Bioelectron. ,2008 , 23 : 965 —970
[66 ] 　Lee J A , Hwang S , Kwak J , Park S I , Lee S S , Lee K C. Sens.Actuators B , 2008 , 129 : 372 —379
[67 ] 　Elbaz J , Shlyahovsky B , Li D , Willner I. ChemBioChem. , 2008 ,9 : 232 —239
[68 ] 　Zayats M, Huang Y, Gill R , Ma C , Willner I. J . Am. Chem.Soc. , 2006 , 128 : 13666 —13667
[1] 张晗, 丁家旺, 秦伟. 基于多肽识别的电化学生物传感技术[J]. 化学进展, 2021, 33(10): 1756-1765.
[2] 宫苗, 王晓英, 王晓宁. 血液肿瘤相关生物标志物的电化学传感检测[J]. 化学进展, 2019, 31(6): 894-905.
[3] 马昀, 周妍, 杜文琦, 缪智辉, 祁争健. 基于共轭聚合物的核酸生物传感器的应用[J]. 化学进展, 2015, 27(12): 1799-1807.
[4] 尉艳, 刘中刚, 高超, 王伦, 刘锦淮, 黄行九. 纳米材料电化学与生物传感器--有机微污染物检测新途径[J]. 化学进展, 2012, 24(04): 616-627.
[5] 高成耀, 常明, 李晓伟, 李翠平. 硼掺杂金刚石电极及其电分析应用[J]. 化学进展, 2011, 23(5): 951-962.
[6] 吴崔晨 胡 佳 邹远 王 驰 刘 杰 杨朝勇. 核酸适体在生物医学中的应用*[J]. 化学进展, 2010, 22(08): 1518-1530.
[7] 郑静,何品刚,方禹之. 核酸适体生物传感器*[J]. 化学进展, 2009, 21(04): 732-738.
[8] 漆红兰,张成孝. 纳米粒子在电化学DNA生物传感器研究中的应用*[J]. 化学进展, 2005, 17(05): 911-915.