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膀胱癌相关miRNA灵敏检测的框架核酸线性放大平台构建
1
作者 毛晨宙 张瑞赟 +2 位作者 陈海戈 尹芳菲 左小磊 《上海交通大学学报(医学版)》 北大核心 2025年第3期253-260,共8页
目的·构建框架核酸线性放大平台,用于膀胱癌相关微RNA(microRNA,miRNA)灵敏定量检测,实现膀胱癌的早期筛查和精准分型诊断。方法·结合等离子荧光增强芯片与四面体框架核酸高性能探针,以miRNA为靶标,构建框架核酸线性信号放大... 目的·构建框架核酸线性放大平台,用于膀胱癌相关微RNA(microRNA,miRNA)灵敏定量检测,实现膀胱癌的早期筛查和精准分型诊断。方法·结合等离子荧光增强芯片与四面体框架核酸高性能探针,以miRNA为靶标,构建框架核酸线性信号放大平台,实现多靶标精准、高通量定量分析。首先利用原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)验证四面体结构的有效合成。通过聚丙烯酰胺凝胶电泳(polyacrylamide gel electrophoresis,PAGE)和全内反射荧光显微镜(total internal reflection fluorescent microscope,TIRFM)验证报告单元的信号线性放大能力。比较传感界面基底性能,选取具有信号放大的金岛芯片。通过界面特异度实验,验证检测体系的特异度。选取5种膀胱癌相关miRNA,构建靶标标准曲线,用于定量检测。结果·AFM验证了四面体单体及二聚体结构的有效合成。PAGE和TIRFM表征验证了1~6价荧光报告单元的荧光信号线性放大。为进一步实现信号放大,比较了等离子金岛芯片和传统的玻璃芯片,结果表明金岛芯片具有等离子效应,可显著增强近红外荧光,相较于玻璃芯片信号放大最高可达13.6倍。特异度验证实验显示,该体系信噪比为7~10,特异度良好。基于体系的高特异度,结合框架核酸界面良好的界面调控能力与线性放大,最终实现了靶标双色并行检测,各靶标工作范围为100 fmol/L~10 nmol/L(R²≥0.991),检出限低至100 fmol/L。结论·该平台的构建为生物标志物的高灵敏度定量分析开辟了新的途径。此外,所开发的框架核酸检测平台在膀胱癌及其他重大疾病的临床诊断和预后方面具有很大的潜力。通过早期检测和精准分型,医师可以为患者制定更加个性化的治疗方案,提高治疗效果,减少不必要的治疗和随之而来的不良反应。液体活检技术不仅为膀胱癌的早期筛查提供了新的可能性,也为其他类型癌症的研究和临床应用提供了借鉴。 展开更多
关键词 膀胱癌 框架核酸 生物传感 荧光芯片
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基于框架核酸的高灵敏多元生物分析
2
作者 闫庆龙 夏凯 +2 位作者 冯世伦 彭红珍 王丽华 《分析测试学报》 北大核心 2025年第9期1727-1740,共14页
精准医学的快速发展对多标志物高通量检测提出了新的需求,构建可精准分配的多元检测体系是核心。框架核酸(FNAs)具有高度可编程的结构和功能可扩展性,是构建新型精准生物分析平台的理想材料。FNAs可实现对微小核糖核酸(microRNA,miRNA)... 精准医学的快速发展对多标志物高通量检测提出了新的需求,构建可精准分配的多元检测体系是核心。框架核酸(FNAs)具有高度可编程的结构和功能可扩展性,是构建新型精准生物分析平台的理想材料。FNAs可实现对微小核糖核酸(microRNA,miRNA)、蛋白质及代谢产物等多类标志物的高灵敏检测,具备优越的特异性与信号放大能力,尤其适用于多靶协同识别。结合微流控芯片与便携式检测设备,可进一步提高检测通量及灵敏度,推动其在疾病早筛、个体化干预及基层诊疗等临床场景中的应用转化。该文系统综述了FNAs在多元生物分析中识别单元、传感界面、空间调控、信号放大、硬件集成与信号收集等方面的研究进展与典型应用,旨在为多标志物检测体系的构建提供理论支撑与参考路径。 展开更多
关键词 框架核酸(FNAs) 多标志物检测 微流控芯片 便携式检测
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基于框架核酸的细胞表面受体配体相互作用研究进展
3
作者 郭琳洁 彭红珍 +2 位作者 李江 王丽华 诸颖 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期1475-1487,共13页
细胞表面受体与配体之间的特异性相互作用在细胞生物学过程中起着重要作用。然而,与均相溶液不同,受体分子在细胞膜上的分布是非连续的、动态的,因此细胞表面的受体配体相互作用通常呈现复杂的非线性结合模式。框架核酸作为一类具有确... 细胞表面受体与配体之间的特异性相互作用在细胞生物学过程中起着重要作用。然而,与均相溶液不同,受体分子在细胞膜上的分布是非连续的、动态的,因此细胞表面的受体配体相互作用通常呈现复杂的非线性结合模式。框架核酸作为一类具有确定几何形状的DNA纳米支架,可用于多价配体的偶联,为深入揭示受体配体相互作用机制提供了可靠的工具。利用框架核酸纳米分辨率的可寻址特性,可实现对配体数目、间距及空间构象等参数的精确调控,进而研究细胞表面受体配体的结合特性及影响因素,优化结合条件最终实现高效的分子识别及靶向治疗。本文综述了基于框架核酸的细胞表面受体配体相互作用研究进展,通过探讨细胞表面受体配体相互作用的重要影响因素及生物学应用,对该研究领域的发展前景和未来趋势予以展望。 展开更多
关键词 框架核酸 受体配体相互作用 分子识别 靶向治疗
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框架核酸在骨再生领域应用的研究进展
4
作者 林云锋 《华西口腔医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期624-632,共9页
框架核酸(FNA)是一组以框架形态为特征的DNA纳米结构,通过设计合理的碱基序列,按照碱基互补配对原则组合而成。近期发现通过DNA纳米技术构建出的三维FNA纳米结构在骨再生领域具有一定的应用优势,可通过诱导干细胞成骨分化与骨再生、促... 框架核酸(FNA)是一组以框架形态为特征的DNA纳米结构,通过设计合理的碱基序列,按照碱基互补配对原则组合而成。近期发现通过DNA纳米技术构建出的三维FNA纳米结构在骨再生领域具有一定的应用优势,可通过诱导干细胞成骨分化与骨再生、促进血管再生、神经调节、免疫调节、药物递送等多种机制发挥着巨大成骨应用潜能,成为骨再生领域的新型候选纳米材料。本文就FNA在骨组织再生领域中的研究现状作一综述。 展开更多
关键词 框架核酸 DNA纳米结构 骨再生 组织工程
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四面体框架核酸对脑靶向肽分子的可控组装及性能
5
作者 闫美玲 彭红珍 +3 位作者 左婷婷 田甜 诸颖 孙艳红 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期1501-1509,共9页
通过设计带手臂链的四面体框架核酸,组装1~3条肽段修饰的手臂链的互补链,以及组装不同种类的脑靶向肽修饰的互补链,比较其毒性、细胞靶向摄取,探讨肽链的数量和种类对四面体DNA纳米探针脑靶向的影响。结果发现,在100 nmol/L浓度范围内,... 通过设计带手臂链的四面体框架核酸,组装1~3条肽段修饰的手臂链的互补链,以及组装不同种类的脑靶向肽修饰的互补链,比较其毒性、细胞靶向摄取,探讨肽链的数量和种类对四面体DNA纳米探针脑靶向的影响。结果发现,在100 nmol/L浓度范围内,探针无细胞毒性。细胞在不同时间段内对脑靶向Angiopep-2(ANG)肽链修饰的四面体探针的摄取量与单纯四面体比较有显著性差异(P<0.01),在与脑微血管内皮细胞bEnd.3细胞共孵育0.5 h,与脑胶质瘤细胞U87共孵育1 h,四面体框架核酸组装3条肽链被摄取的量明显比组装1条肽链的摄取量多(P<0.01),但在与细胞共孵育2 h后,组装不同数量肽的探针在细胞内的摄取量没有显著差异。除此外,组装相同数量的噬菌体展示肽TGN和细胞穿膜肽TAT后,组装肽的四面体探针细胞摄取量比单纯四面体细胞内显著升高(P<0.01),但3种肽链组装的四面体探针在bEnd.3中细胞摄取量并无显著差异。这些结果表明,肽链的数量可能影响短时间内细胞对其摄取的速率,但并不影响2 h后细胞对探针的摄取总量,这一发现可有效节省出四面体修饰位点,为四面体框架核酸的更多功能修饰提供借鉴,在修饰单个靶向肽延长作用时间达到靶向目的的同时,可增加其它位点的功能化修饰,使其结构功能最大化,而且DNA框架核酸还可以作为其它脑靶向肽TGN和TAT的载体。 展开更多
关键词 四面体框架核酸 脑靶向探针 可控组装 靶向摄取
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框架核酸高通量检测芯片
6
作者 宋璐 张舒阳 +2 位作者 王丽华 左小磊 李敏 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期21-27,共7页
构建了一种基于框架核酸的高通量生物检测芯片.利用超微量移液自动化平台,将包含框架核酸探针的液滴按照预设命令固定至生物芯片微阵列上,在探针捕获核酸靶标后利用集成的基因芯片扫描仪对芯片进行成像,通过分析荧光强度定量化分析靶标... 构建了一种基于框架核酸的高通量生物检测芯片.利用超微量移液自动化平台,将包含框架核酸探针的液滴按照预设命令固定至生物芯片微阵列上,在探针捕获核酸靶标后利用集成的基因芯片扫描仪对芯片进行成像,通过分析荧光强度定量化分析靶标浓度.结果表明,此框架核酸芯片能够实现框架核酸探针的高通量制备,24 h即可制备具有15万个点的微阵列,且点间距离的相对偏差W≤10%、荧光强度的变异系数CV=3.30%,具有较高的稳定性,远高于国家标准.此外,该芯片具备高灵敏度、可寻址的高通量生物分析能力,对核酸靶标的检测限可达100 pmol/L.随着多种探针技术的发展,生物检测微阵列技术在高通量生物分析领域展示出巨大的潜力. 展开更多
关键词 高通量检测 框架核酸 核酸靶标 生物微阵列芯片
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四面体框架核酸在医学领域的应用与研究进展
7
作者 谢莎莎 吕叶辉 林涧 《上海交通大学学报（医学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期380-384,共5页
自1982年由Seeman首次提出后,DNA纳米结构的开发逐渐完善,其相关材料在生物医学领域得到了长足的发展和广泛的应用。近年来,作为3D DNA纳米结构材料的代表,四面体框架核酸因其良好的生物相容性、可编辑性、高稳定性及易制备性等优势,在... 自1982年由Seeman首次提出后,DNA纳米结构的开发逐渐完善,其相关材料在生物医学领域得到了长足的发展和广泛的应用。近年来,作为3D DNA纳米结构材料的代表,四面体框架核酸因其良好的生物相容性、可编辑性、高稳定性及易制备性等优势,在生物传感器、肿瘤治疗、抗原检测、再生医学等前沿领域取得了一定的研究进展,具有良好的应用前景。该文简述了四面体框架核酸的相关概念,并从治疗应用的角度总结了四面体框架核酸在以下领域的应用与研究进展:(1)生物载体与肿瘤给药,如构建新型自组装复合体改善游离药物药效、搭载小分子RNA减缓癌症进程、自组装复合体精准靶向治疗等。(2)调节炎症与免疫应答,如降低炎性因子、治疗炎症性疾病、预防糖尿病、作为免疫调节剂等。(3)促进组织再生,如促进干细胞增殖和分化、促进周围神经再生、通过血管新生促进创面修复等。该综述对四面体框架核酸的研究进展进行了总结,在分析现有研究不足的基础上展望了其应用前景,以期为进一步研究提供参考。 展开更多
关键词 四面体框架核酸 生物载体 肿瘤 炎症 免疫应答 组织再生 创面修复
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框架核酸辅助的仿生膜构建
8
作者 严磊 毛秀海 左小磊 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1415-1425,共11页
仿生膜的构建有利于了解并掌握生物膜的功能及其机理,同时对其在生命医学及疾病诊断等相关领域的应用具有重要意义.以框架核酸为组装单元,构建新型仿生膜材料是一种有效且具有发展前景的方法和研究方向.本文综述了框架核酸的设计、制备... 仿生膜的构建有利于了解并掌握生物膜的功能及其机理,同时对其在生命医学及疾病诊断等相关领域的应用具有重要意义.以框架核酸为组装单元,构建新型仿生膜材料是一种有效且具有发展前景的方法和研究方向.本文综述了框架核酸的设计、制备与表征,总结了框架核酸修饰到脂质膜上的方式.同时,对框架核酸辅助的仿生膜的应用情况进行了阐述,并探讨了框架核酸在仿生膜研究领域所面临的机遇与挑战. 展开更多
关键词 生物仿生 细胞膜 框架核酸 DNA纳米技术
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DNA存储系统中的数据写入 被引量：1
9
作者 张宣梁 李青婷 王飞 《合成生物学》 CSCD 北大核心 2024年第5期1125-1141,共17页
世界的数字化给人们的生活带来了极大的变化,但与此同时,史无前例的数据激增使得信息存储面临的挑战日益严峻。随着全球数据总量的指数级增长,传统存储介质将无法满足数字化带来的存储需求。使用DNA分子作为基本载体的信息存储展现出高... 世界的数字化给人们的生活带来了极大的变化,但与此同时,史无前例的数据激增使得信息存储面临的挑战日益严峻。随着全球数据总量的指数级增长,传统存储介质将无法满足数字化带来的存储需求。使用DNA分子作为基本载体的信息存储展现出高存储密度、低维护成本和易于化学修饰等独特优势。DNA存储主要包括编码、写入、保存、检索、读取和解码六个主要步骤,其中数据的写入是实现DNA存储功能的基础。本文首先介绍DNA存储系统中体外写入数据的策略方法,主要分为将数据写入DNA序列和写入DNA结构两个部分,接着概述体内写入数据技术的发展,最后将讨论DNA存储系统中数据写入面临的写入成本高、写入速度慢等挑战,并对大规模合成高纯度DNA、改进生物酶等具有前景的应用技术进行展望。 展开更多
关键词 DNA存储 DNA合成 核酸序列 DNA纳米技术 框架核酸材料
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