荧光核酸适配体功能化氧化石墨烯生物传感器用于快速检测氯霉素

doi:10.6023/A18100433

化学学报 ›› 2019, Vol. 77 ›› Issue (3): 253-256.DOI: 10.6023/A18100433 上一篇下一篇

所属专题：分子探针、纳米生物学与生命分析化学

研究通讯

荧光核酸适配体功能化氧化石墨烯生物传感器用于快速检测氯霉素

卢静荷, 谭淑珍, 朱雨清, 李伟, 陈天啸, 王瑶, 刘陈

长沙理工大学化学与生物工程学院长沙 410114

投稿日期:2018-10-17 发布日期:2019-01-17
通讯作者: 谭淑珍 E-mail:tsz519@163.com
基金资助:
项目受湖南省教育厅科研基金（No.17C0033）资助.

Fluorescent Aptamer-functionalized Graphene Oxide Biosensor for Rapid Detection of Chloramphenicol

Lu Jinghe, Tan Shuzhen, Zhu Yuqing, Li Wei, Chen Tianxiao, Wang Yao, Liu Chen

School of Chemical and Biological Engineering, Changsha University of Science and Technology, Changsha 410114

Received:2018-10-17 Published:2019-01-17
Supported by:
Project supported by the Scientific Research Fund of Hunan Provincial Education Department (No. 17C0033).

文章分享

1. 荧光核酸适配体功能化氧化石墨烯生物传感器用于快速检测氯霉素.PDF(701KB)

摘要/Abstract

开发了一种无标记和快速的检测方法基于氧化石墨烯（GO）和荧光功能性G-四聚体探针（FGP），可用于定量检测氯霉素（CAP）.FGP由氯霉素核酸适配体和富含G碱基的核酸序列组成.核酸适配体用于结合CAP，并且由富含G碱基的核酸序列在K⁺，Na⁺离子的作用下形成的G-四聚体，然后与硫磺素T（ThT）结合后用作信号分子.在没有CAP的情况下，FGP通过π-π堆积相互作用被吸附到GO的表面上，阻碍了G-四聚体的形成导致溶液中的荧光强度低.在加入CAP时，FGP的核酸适配体部分可识别并结合CAP以形成复合物，导致其从GO解吸.因此，游离的富含G的碱基序列可以形成G-四聚体结构并与ThT结合，导致溶液的荧光强度增加.我们观察到荧光强度增加与CAP浓度在2~20 nmol/L范围内呈线性关系，检测限为1.45 nmol/L.此外，该检测系统用于检测加标牛奶中的CAP，回收率在93.2%~103.3%之间.这些结果表明，开发的方法可用于有效检测实际样品中的CAP.

关键词: 核酸适配体, 荧光, 氯霉素, G-四聚体, 氧化石墨烯

A label free and rapid fluorescent method for quantitative detection of chloramphenicol (CAP) based on graphene oxide (GO) fluorescence functional G-quadruplex probe (FGP) was developed. The FGP consisted of a choramphenicol aptamer and a G-rich sequence. The aptamer was used to bind CAP and the G-quadruplex formed by G-rich sequence was employed as a signal reporter after binding to Thioflavin T (ThT). In the absence of CAP, the FGP was absorbed onto the surface of GO through π-π stacking interactions, which restrained the G-rich sequence to form a G-quadruplex structure. Thus, the fluorescent intensity of background was low. In the addition of the CAP, the aptamer part of FGP could recognize and bind CAP to form a target-FGP complex, which led to the desorption of the complex from GO. Therefore, the free G-rich sequence could form G-quadruplex structure and bind to ThT, resulting a increase in the fluorescence intensity of the solution. We observed that the fluorescence increasement of the sensing platform had a linear relationship with the concentrations of CAP in the range of 2~20 nmol/L, and the limit of detection was 1.45 nmol/L. Besides, this detection system was applied for detecting CAP in the spiked milk, the recovery rate was between 93.2%~103.3%. These results indicated that this developed method can be used to efficiently recognize CAP in real samples.

Key words: aptamer, fluorescence, chloramphenicol, G-quadruplex, graphene oxide

引用此文

卢静荷, 谭淑珍, 朱雨清, 李伟, 陈天啸, 王瑶, 刘陈. 荧光核酸适配体功能化氧化石墨烯生物传感器用于快速检测氯霉素[J]. 化学学报, 2019, 77(3): 253-256.

Lu Jinghe, Tan Shuzhen, Zhu Yuqing, Li Wei, Chen Tianxiao, Wang Yao, Liu Chen. Fluorescent Aptamer-functionalized Graphene Oxide Biosensor for Rapid Detection of Chloramphenicol[J]. Acta Chim. Sinica, 2019, 77(3): 253-256.

导出引用 EndNote|Reference Manager|ProCite|BibTeX|RefWorks

分享此文

参考文献

[1] Wang, L.; Zhang, Y.; Gao, X.; Duan, Z.; Wang, S. J. Agric. Food Chem. 2010, 58, 3265.
[2] Wang, H.; Zhou, X.; Liu, Y.; Yang, H.; Guo, Q. J. Agric. Food Chem. 2011, 59, 3532.
[3] Webb, S.; Ternes, T.; Gibert, M.; Olejniczak, K. Toxicol. Lett. 2003, 142, 157.
[4] Duan, Y.; Wang, L.; Gao, Z. Talanta 2017, 165, 671.
[5] Tan, Z.; Xu, H.; Li, G. Spectrochim. Acta A 2015, 149, 615.
[6] Pfenning, A. P.; Roybal, J. E.; Rupp, H. S.; Turnipseed, S. B.; Gonzales, S. A.; Hurlbut, J. A. J. AOAC Int. 2000, 83, 26.
[7] Wang, L.; Hai, Y.; Zhang, C. Anal. Chim. Acta 2008, 619, 54.
[8] Kawalski, D.; Pobo?y, E.; Trojanowicz, M. J. Autom. Methods Manag. Chem. 2011, 8565, 143416.
[9] Ramos, M.; Muñoz, P.; Aranda, A.; Rodriquez, I.; Diaz, R.; Blanca, J. J. Chromatogr. B 2003, 791, 31.
[10] Tian, H. Chemosphere 2011, 83, 349.
[11] Kolosova, A. Y.; Samsonova, J. V.; Egorova, M. Food Agr. Immunol. 2000, 12, 115.
[12] Byzova, N. A.; Zvereva, E. A.; Zherdev, A. V.; Eremin, S. A.; Dzantiev, B. B. Talanta 2010, 81, 843.
[13] He, J. L.; Zhu, S. L.; Wu, P.; Li, P. P.; Li, T.; Cao, Z. Biosens. Bioelectron. 2014, 60, 112.
[14] Chen, M.; Gan, N.; Zhang, H. Microchim. Acta 2016, 183, 1099.
[15] Gao, H.; Pan, D.; Gan, N. Microchim. Acta 2015, 182, 2551.
[16] Miao, Y. B.; Ren, H. X.; Gan, N. Anal. Chim. Acta 2016, 929, 49.
[17] Miao, Y. B.; Gan, N.; Li, T. H.; Zhang, H. R.; Cao, Y. T.; Jiang, Q. L. Sensor. Actuat. B-Chem. 2015, 220, 679.
[18] Sharma, R.; Ragavan, K. V.; Raghavarao, K. S. M. S. Biotechnology and Biochemical Engineering, Springer, Sin-gapore, 2016.
[19] Zhao, K.; Hao, Y.; Zhu, M.; Cheng, G. Acta Chim. Sinica 2018, 76, 168(in Chinese). (赵克丽, 郝莹, 朱墨, 程国胜, 化学学报, 2018, 76, 168.)
[20] Sun, H.; He, Q.; Yin, S.; Xu, K. Chin. J. Chem. 2017, 35, 1627.
[21] Yang, X.; Cai, H.; Bao, M.; Yu, J.; Lu, J.; Li, Y. Chin. J. Chem. 2017, 35, 1549.
[22] Chen, X. J.; Wang, Y. Z.; Zhang, Y. Y.; Chen, Z. H.; Liu, Y.; Li, Z. L.; Li, J. H. Anal. Chem. 2014, 86, 4278.
[23] Liu, X.; Wang, F.; Aizen, R. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 11832.
[24] Yi, M.; Yang, S.; Peng, Z. Y.; Liu, C. H.; Li, J. S.; Zhong, W. W.; Yang, R. H.; Tan, W. H. Anal. Chem. 2014, 86, 3548.
[25] Zhang, P.; Gong, J. L.; Zeng, G. M.; Deng, C. H.; Yang, H. C.; Liu, H. Y.; Huan, S. Y. Chem. Eng. J. 2017, 322, 657.
[26] Luu, K. N.; Phan, A. T.; Kuryavyi, V. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 9963.
[27] Guo, Y.; Sun, Y.; Shen, X.; Chen, X.; Yao, Y. R.; Xie, Y. F.; Hu, J. M.; Pei, R. J. Anal. Methods 2015, 7, 9615
[28] Vummidi, B. R.; Alzeer, J.; Luedtke, N. W. ChemBioChem 2013, 14, 540.
[29] Zhu, L. N.; Wu, B.; Kong, D. M. Nucleic Acids Res. 2013, 41, 4324.
[30] Huang, X. X.; Zhu, L. N.; Wu, B. Nucleic Acids Res. 2014, 42, 8719.
[31] Zhang, Q.; Liu, Y. C.; Kong, D. M. Chem. Eur. J. 2015, 21, 13253.
[32] Jiang, H. X.; Liang, Z. Z.; Ma, Y. H. Anal. Chim. Acta 2016, 943, 114.
[33] Mohanty, J.; Barooah, N.; Dhamodharan, V. J. Am. Chem. Soc. 2012, 135, 367.
[34] Zhang, Q. J.; Peng, T.; Chen, D. D. J. Aoac. Int. 2013, 96, 897.
[35] Miao, Y. B.; Ren, H. X.; Gan, N.; Cao, Y. T.; Li, T. H.; Chen, Y. J. Biosens. Bioelectron. 2016, 81, 454.
[36] Fei, X.; Zhao, F.; Li, J. Anal. Chim. Acta 2007, 596, 79.
[37] Gao, H.; Gan, N.; Pan, D. Anal. Methods 2015, 7, 6528.

荧光核酸适配体功能化氧化石墨烯生物传感器用于快速检测氯霉素

Fluorescent Aptamer-functionalized Graphene Oxide Biosensor for Rapid Detection of Chloramphenicol

PDF

补充材料

可视化

摘要/Abstract

引用此文

分享此文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

相关统计

本文评价

[1]	葛凤洁, 张开志, 曹清鹏, 徐慧, 周涛, 张文浩, 班鑫鑫, 张晓波, 李娜, 朱鹏. 柔性芴基嵌段型延迟荧光二聚体的设计、合成及电致发光性能[J]. 化学学报, 2023, 81(9): 1157-1166.
[2]	王一诺, 邵世洋, 王利祥. 窄谱带多重共振有机高分子荧光材料研究进展^★[J]. 化学学报, 2023, 81(9): 1202-1214.
[3]	车飞达, 赵晓茗, 张馨, 丁琪, 王昕, 李平, 唐波. 抑郁症相关活性分子的荧光成像^★[J]. 化学学报, 2023, 81(9): 1255-1264.
[4]	王晓, 王星文, 肖乐辉. 单分子荧光成像研究单颗粒纳米催化机制[J]. 化学学报, 2023, 81(8): 1002-1014.
[5]	武虹乐, 郭锐, 迟涵文, 唐永和, 宋思睿, 葛恩香, 林伟英. 喹啉基粘度荧光探针的合成及其检测应用[J]. 化学学报, 2023, 81(8): 905-911.
[6]	郑文山, 高冠斌, 邓浩, 孙涛垒. Ag₂Se@Ag₂S核壳量子点的室温合成及其近红外荧光性能优化[J]. 化学学报, 2023, 81(7): 763-770.
[7]	刘振宇, 饶俊峰, 祝守加, 王兵洋, 余帆, 冯全友, 解令海. 溶液加工型自主体热活化延迟荧光材料的研究进展[J]. 化学学报, 2023, 81(7): 820-835.
[8]	王银凤, 李猛, 陈传峰. 基于手性三蝶烯的红光热激活延迟荧光聚合物及其有机发光二极管研究^★[J]. 化学学报, 2023, 81(6): 588-594.
[9]	吕鑫, 吴仪, 张勃然, 郭炜. 过氧化氢激活型近红外氟硼二吡咯光敏剂的设计、合成及光动力治疗研究[J]. 化学学报, 2023, 81(4): 359-370.
[10]	梁攀, 张宏淑, 黄宏升, 李飒英, 张笑恬, 王英, 李连庆, 刘志宏. 一种高效窄带蓝色荧光粉Ba₃Y₂B₆O₁₅:Bi³⁺及其应用研究[J]. 化学学报, 2023, 81(4): 371-380.
[11]	张少秦, 李美清, 周中军, 曲泽星. 多共振热激活延迟荧光过程的理论研究[J]. 化学学报, 2023, 81(2): 124-130.
[12]	黄艳琴, 栗丽君, 杨书培, 张瑞, 刘兴奋, 范曲立, 黄维. HA-AuNPs/FDF用于透明质酸酶的高灵敏检测、肿瘤靶向细胞荧光成像和光疗[J]. 化学学报, 2023, 81(12): 1687-1694.
[13]	贾彦荣, 徐凯, 赵彦英, 倪华钢, 吴滢, 夏敏. 推拉电子基团区域异构苯并咪唑的发射行为与力致荧光变色性能研究[J]. 化学学报, 2023, 81(12): 1716-1723.
[14]	贺晓梦, 袁方, 张素雅, 张健健. 基于尼罗红类ONOO^–近红外荧光探针的开发及其成像应用[J]. 化学学报, 2023, 81(11): 1515-1521.
[15]	孙丽, 王亚静, 李涛, 郭英姝, 张书圣. 金纳米笼探针用于线粒体成像和光热损伤细胞^★[J]. 化学学报, 2023, 81(10): 1301-1310.