基于纳米孔通道检测microRNAs对乳腺癌辅助诊断的研究

乳腺癌的发生、发展与miRNA 31、miRNA 195、miRNA 892b等的异常表达明显相关。因此,miRNA 31、miRNA 195、miRNA 892b可作为乳腺癌的生物标志物及治疗预后指标。本文研究了一种对乳腺癌早期检测的新方法:设计探针(probe)并使用α-溶血素(αHL)纳米孔道单分子检测方法检测乳腺癌miRNAs。DNA探针与miRNA的中间序列完全匹配,特异性识别目标miRNA。miRNA·probe复合物分子穿过纳米孔道时,由于probe序列不同导致复合物分子与αHL相互作用不同,以至于miRNA 31·probe 31、miRNA 195·probe 195、miRNA 892b·probe 892b有不同形状和不同堵塞时间特征信号,可以有效区分该三种miRNAs。因此,未来有望实现乳腺癌的早期检测。     

纳米孔测序技术在环境微生物研究中的应用

高通量测序技术是研究环境微生物的有效手段,而以纳米孔测序为代表的第三代测序技术以其测序读长长、测序速度快、测序数据实时监控、仪器方便携带、无GC偏好性、无需经过PCR扩增等显著优势有力推动了环境微生物研究的发展.本文对纳米孔测序技术的技术原理和特点进行了简要概述,重点介绍了纳米孔测序技术在环境微生物扩增子测序、宏基因组...     

单分子测序技术及应用研究进展

从DNA双螺旋结构的发现开始,生命科学研究进入分子水平,在20世纪70年代出现的测序技术为破译遗传密码作出了巨大贡献.近几年出现的单分子测序技术,可以在单个分子水平读取核苷酸序列,也被称为第三代测序技术,主要代表有HeliScope、Nanopore和PacBio等.与传统的第一代和第二代测序技术相比,第三代测序能够产生更长的碱基读长,能直接对RNA进行测序,无需逆转录,测序速度极快,同时其中某些技术所涉及的设备可以小型化,可便携至野外现场测序.第三代测序技术在生命科学基础理论研究及生物医学临床实践中,具有广泛的应用.本文重点介绍了各种单分子测序技术的原理、优缺点,及其应用研究进展.     

纳米孔测序技术在病毒性传染病检测及研究中的应用

快速、准确鉴定出病原体是临床感染性疾病诊断和传染病预防控制的基础。高通量测序基因检测技术突破了传统检测手段的时效性、灵敏度等的局限，为病原体检测和研究提供了便捷、高效的途径。本综述以高通量测序技术发展过程为基础，回顾纳米孔三代测序技术，及其在病毒性传染病检测鉴定及研究中的应用，并对该技术的应用前景及可能存在的问题进行阐述，期望它能在病毒性传染病的防控方面发挥更大的作用。     

金葡菌α-溶血素致大鼠急性肺损伤时肺水通道蛋白AQP1表达的变化

目的观察金葡菌α-溶血素(α-Toxin)致急性肺损伤时大鼠肺部AQP1表达的变化。方法将24只健康雄性Wistar大鼠随机分为盐水对照组,α-Toxin 6h组,α-Toxin 10h组及α-Toxin 24h组,每组各6只。对照组给予腹腔内注入生理盐水;实验组则注入α-Toxin(5μg/100g),分别于6h、10h及24h采集标本。结果金葡菌α-Toxin可诱导大鼠急性肺损伤,肺组织出现不同程度的水肿、充血,动脉血氧下降,且损伤程度与毒素作用时间明显相关。免疫组化结果显示AQP1主要分布在肺微血管内皮,肺泡毛细血管内皮AQP1密度明显低于小血管内皮及细支气管旁毛细血管内皮(P0.05)。注入α-Toxin后6h肺AQP1表达显著下降,10h下降达高峰,24h后AQP1表达有部分恢复(P0.05)。结论α-Toxin可致大鼠肺损伤,并可同时下调肺AQP1表达,提示AQP1可能参与了金葡菌致急性肺损伤时肺内的异常液体转运。     

单分子纳米操纵及其生物学应用

本文以单分子纳米操纵为主题,介绍物理学与生物学交叉研究的重要领域之一——纳米生物学和纳米生物技术等新领域,着重讨论了单个DNA分子的纳米操纵以及它的可能应用。     

纳米孔测序技术应用于食品微生物检测的可行性分析

近些年来DNA测序技术发展迅速,已经从第一代生化测序发展到第三代单分子测序。作为第三代测序技术中的一种不同于当前流行的其他测序技术,纳米孔测序技术是基于电信号的一种物理方法测序。许多研究者通常将高通量测序技术应用于食品微生物的研究,但是将纳米孔测序技术应用于食品中微生物的检测却鲜有报道。Oxford Nanopore Technologies(牛津纳米孔科技公司)研发的DNA测序仪MinION,是世界首例用于商业测序的纳米孔测序仪,经过不断完善,近年来MinION在DNA测序中被广泛应用。MinION 测序一次需要的DNA量约1μg,其标准识别速度为一秒钟识别250个碱基,平均读长可至13kb~20kb,测序准确率可以达到98%。纳米孔测序的高识别速度和高准确率,完全满足快速检测的要求,将其应用于食品中微生物检测是完全可行的。     

荧光铜纳米簇介导的生物传感器的研究进展

荧光铜纳米簇(Fluorescent copper nanoclusters,CuNCs)是以脱氧核糖核酸链(Deoxyribonucleic acid,DNA)为模板,以二价铜离子(Cu2+)、抗坏血酸等为反应物生成的铜晶体,纳米级大小,其具有荧光性,可以作为生物传感器输出信号的一种方式。荧光铜纳米簇的生成快速、简便、安全,因此近年来涌现出很多关于荧光铜纳米簇原理和应用方面的研究。从支持传感器工作的介导物质以及信号输出方式两方面对荧光铜纳米簇进行分类,详细阐述了每一类别传感器工作的原理,并对比同类型传感器的优缺点,最后对荧光铜纳米簇介导的生物传感器目前存在的不足及今后的发展趋势进行了展望。以便读者对荧光铜纳米簇生物传感器发展历程和方向,对荧光铜纳米簇生物传感器的实用性和多形性有所了解,在未来的研究发展中得到启示,使荧光铜纳米簇成为一种更加实用和便捷的生物传感工具。     

基于纳米金的比色分析法在核酸检测中的应用

随着纳米技术的发展,运用纳米粒子检测核酸成为研究的热点.在众多检测方法中,基于纳米金的比色分析法操作较为简便,只需普通光学仪器甚至肉眼即可观察结果,从而表现出广阔的市场及临床应用前景.基于纳米金的比色分析法有多种,不同检测原理的方法在灵敏度和实用性上存在差异.根据纳米金是否经寡核苷酸探针修饰可将其分为基于功能化纳米金的比色分析法和基于未功能化纳米金的比色分析法,前者又分为利用纳米金颜色变化的聚集反应体系以及利用纳米金特殊氧化-还原能力的银染增强体系.     

纳米孔测序技术在实蝇类害虫检疫鉴定中的应用

【目的】纳米孔测序技术是单分子实时测序技术的一种,正在被广泛应用于临床快速诊断及微生物检测等领域。本研究以实蝇这一类重要的检疫性有害生物为例,探究该技术在昆虫检疫鉴定中应用的可行性,为昆虫检疫鉴定提供新方法。【方法】分别采用一代测序技术和纳米孔测序技术,对14种经形态学鉴定的实蝇成虫进行DNA条形码测序,通过BOLD和NCBI数据库对测序结果进行比对分析,并比较2种测序技术所得序列结果准确性的差异。【结果】通过纳米孔测序,14个实蝇样品在44 min内获得181 Mb bases,每个样品平均得到11280条reads,单个reads的准确度为92.10%~94.53%;经一致性序列校正,所有实蝇样品均可得到与一代测序结果完全一致的序列,序列分析结果与形态学鉴定结果完全一致。【结论】采用本研究的实验流程和数据分析方法,纳米孔测序技术可以应用于实蝇类害虫的检疫鉴定,测序结果准确、高效;本研究提供的实验方案同样适用于基于扩增子测序的物种鉴定,满足大规模样品的高通量精准鉴定需求。     

蛋白质组学技术及其在生物医学上的应用

蛋白质组学部分承用了创立于二十多年前的二维电泳技术。基于其高分辩能力 ,二维电泳主要用于分离和检测复杂混合物中的蛋白质。虽然没有获得更多的改进 ,但是二维电泳结合了通过质谱测定蛋白质的最新进展而成为蛋白质组学中的一项重要技术。随着人类基因组计划项目的完成及由此而产生的大量基因数据库和使用这些数据的生物信息技术 ,科学家们的下一个目标是解析生物体的完整蛋白质组 ,把蛋白质组学数据与基因组学数据关联起来并有机地结合而成为一项有力的工具以阐明病理学中的蛋白质功能、衰老的过程及发现新药目标蛋白质和疾病标识物等。文章综述了蛋白质组学技术的最新知识及其在生物医学研究中的潜在应用     

交联蛋白晶体技术及其应用

作为蛋白工程的一项突破性技术,交联蛋白晶体技术正受到广泛重视。蛋白晶体的交联形式不仅保留了蛋白的生物活性,而且显示了对热、极端pH和温度、有机溶剂和蛋白水解酶的更高稳定性。本文介绍交联蛋白晶体的制备和特性及其在生物医学、有机合成、环境催化和色谱分析中的应用 。     

PCR技术的种类及其应用

ＰＣＲ技术是分子生物学技术的一场革命。本文综述多种ＰＣＲ技术及其在分子生物学领域的应用。     

实时荧光定量PCR技术在鱼类病害研究中的应用

实时荧光定量PCR技术是一种新的核酸定量技术,通过检测PCR产物中荧光信号强度达到定量的目的,与常规PCR相比,具有无污染、特异性强、检测灵敏、定量准确等特点,该技术在分子诊断、动植物检疫等方面得到了广泛的应用.目前水产养殖业处于飞速发展时期,其中鱼类的病害问题也日益突出,为了预防和控制鱼类病害,实时荧光定量PCR技术已逐渐应用于鱼类病害的研究中.该文将从实时荧光定量PCR的技术原理、主要类型以及实时荧光定量PCR技术在鱼类病害研究的应用研究作一综述.     

噬菌体展示技术及其在肿瘤研究中的应用

噬菌体表面展示技术是一项特异性多肽或蛋白的筛选技术,它将随机序列的多肽或蛋白片段与噬菌体衣壳蛋白融合表达而呈现于病毒表面,被展示的多肽能保持相对独立的空间结构,使其能够与配体作用而达到模仿性筛选特异性分子表位,从而提供了高通量高效率的筛选系统。近年来噬菌体展示技术已广泛应用于肿瘤抗原抗体库的建立、单克隆抗体制备、多肽筛选、疫苗研制、肿瘤相关抗原筛选和抗原表位研究、药物设计、癌症检测和诊断、基因治疗及细胞信号转导研究等。就近年来噬菌体展示技术在肿瘤相关研究中的运用作以综述。     

MSAP技术及其在植物上的应用

DNA甲基化在植物的很多生命过程中具有重要作用,检测DNA甲基化的技术应运而生。依据对DNA甲基化敏感程度不同的同裂酶,在AFLP技术的基础上发展而来的MSAP技术可以方便的检测全基因组范围内胞嘧啶甲基化模式及程度。该文对MSAP技术的原理、特点、基本程序及应用进行了阐述。     

Rapid Short-Read Sequencing and Aneuploidy Detection Using MinION Nanopore Technology

MinION is a memory stick–sized nanopore-based sequencer designed primarily for single-molecule sequencing of long DNA fragments (>6 kb). We developed a library preparation and data-analysis method to enable rapid real-time sequencing of short DNA fragments (<1 kb) that resulted in the sequencing of 500 reads in 3 min and 40,000–80,000 reads in 2–4 hr at a rate of 30 nt/sec. We then demonstrated the clinical applicability of this approach by performing successful aneuploidy detection in prenatal and miscarriage samples with sequencing in <4 hr. This method broadens the application of nanopore-based single-molecule sequencing and makes it a promising and versatile tool for rapid clinical and research applications.     

核酸适配体技术及其在肿瘤诊断和治疗中的应用

核酸适配体是一类通过指数富集的配体系统进化（SELEX）技术获得的具有独特三维构象的小分子RNA 或单链DNA。核酸适 配体能高亲和力和高特异性与靶点结合,同时具有自身分子质量小、免疫原性低、热/化学稳定性高、靶标分子范围广等特点,广泛应用 于疾病诊断、治疗、生物传感器、生物标志物筛选、新药研发等领域。综述近年来核酸适配体在肿瘤诊断和治疗方面的应用,并对核酸 适配体的临床研究现状、市场前景及面临挑战和发展趋势作简要分析。     

纳米孔测序信号处理及其在DNA数据存储的应用

随着高通量测序技术的不断更新,可以在单个分子水平读取核苷酸序列的第三代测序技术迅速发展,纳米孔测序技术是其具有代表性的单分子测序技术,该技术通过检测DNA单链分子穿过纳米孔时引起的跨膜电流信号的变化,实现碱基识别.纳米孔测序仪在便携性、碱基读取速度、测序读段长度等方面较传统的第一代与第二代测序技术都有明显优势.随着纳米...