蛋白质分子的荧光高灵敏检测文献综述

 2022-11-12 15:05:10

文献综述

1、引言

蛋白质是生命的重要组成物质之一，也是整个生命活动的主要参与者，人体中众多的酶大多也是由蛋白质组成。高选择性高特异性蛋白质（酶）检测技术在疾病诊断、药物开发、环境监测、食品安全等方面得到了广泛的应用。传统的蛋白质检测技术主要分为两大类：一类是基于色谱技术或色谱-质谱联用技术，将蛋白质混合物分离后再进行分析，如双向凝胶电泳法[1]、高效液相色谱法[2]、毛细管电泳法[3]以及生物质谱法[4]，而稳定同位素标记-质谱鉴定[5]和双向电泳分离质谱鉴定是目前蛋白质组学中主要的两种蛋白质定量分析技术；另一类是基于抗原-抗体间的特异性识别机制的免疫分析法，如蛋白印迹法[6]、酶联免疫吸附分析[7]、亲和色谱[8]、免疫传感器[9]以及蛋白质芯片[10]等，但是这些检测方式受到所用仪器昂贵，操作要求高等要求的限制。近年来，蛋白质检测技术趋于微型化、简便化，低成本，特异性、灵敏度、检测速率的提高，更简便的过程控制是目前蛋白质检测技术发展的趋势。

2、基于核酸适配体的蛋白质检测方法

核酸适配体最早由Truerk和Gold发现，核酸适配体是一小段经体外筛选得到的寡核苷酸序列或者短的多肽,能与相应的配体进行高亲和力和强特异性的结合，其与靶分子之间的分子识别功能和抗原抗体之间的识别功能较为类似[11]。相比抗原-抗体的方法对蛋白质进行检测，核酸适配体具有高亲和性、高特异性、筛选合成简便、稳定性好、分子量小、易修饰等优点。所以利用适配体与蛋白质的特异性结合这一特性在很大程度上简化了检测过程且提高了蛋白质检测的特异性及灵敏度，有望代替抗体，在生物分析、分子识别、细胞的手机与检测、临床研究以及药物筛选等领域有很广泛的应用前景。

目前，基于适配体的蛋白质检测使用最广泛的方法主要有光学法、电化学法以及压电法等，压电法基于目标蛋白质与适配体结合后压电晶体振动频率变化的原理，压电法与电化学法都较难用于蛋白质的多态性检测。电化学法通过在核酸适配体上标记电活性物质，与蛋白质互相作用产生氧化还原电位、阻抗、电容等变化来对蛋白质进行检测。光学法一般需要用酶、染料或荧光剂对适配体进行标记，主要有比色法、电致发光、表面等离子体共振及荧光法，荧光法具有较低的背景噪音，因此荧光法是目前特异性及灵敏度最高的蛋白质检测方法。

2.1压电检测法

研究表明：压电晶体表面微小的压力变化会引起其振动谐振频率的改变，根据这一原理，测量其谐振频率的变化可以测量出晶体表面的压力(质量)的变化。压电石英晶体蛋白质生物传感器以石英晶体谐振器为换能器，在石英晶体电极区表面固定核酸适配体探针，然后浸入含有被测目标蛋白质分子的溶液中，在溶液中电极表面的适配体探针与特异性结合的目标蛋白质分子结合，引起石英晶体谐振器的振荡频率发生变化，灵敏度可达到亚纳克级，通过检测频率的变化达到测量的目的。选择基频高的石英晶体谐振器可提高传感器的灵敏度，但可能导致稳定性降低。在电极表面制作多层膜也是提高灵敏度的一个方法选择基频高的石英晶体谐振器可提高传感器的灵敏度，但可能导致稳定性降低。在电极表面制作多层膜也是提高灵敏度的一个方法[12]。

2.2电化学检测法

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