不同温度对压电传感器基因杂交效应的影响

目的：探讨温度对压电传感器基因杂交效应的影响。方法：在压电传感器阵列上固定20碱基的疏基DNA探针,而后分别在15℃、20℃、25℃、30℃下与同长度的互补靶序列进行杂交,计算机采集并分析传感器频率数据,比较各温度下杂交达到平衡所需时间,杂交前后频率差,并计算杂交动力学参数。结果：随温度增加,杂交时间有缩短趋势,杂交前后的频率差值逐渐减小。结合常数变化不明显,解离常数增大,使平衡常数显著增大。结论：在石英晶体传感器阵列上,基因杂交量随温度增高而减小。     

靶DNA长度对压电传感器基因杂交效应的影响

目的：探讨靶DNA长度对压电传感器基因杂交效应的影响，方法：在压电传感器阵列上固定20碱基的巯基DNA序列作为探针后分别与不同长度的含互补片段的靶序列进行杂交，计算机采集并分析传感器频率数据，比较各靶DNA长度下杂交达到平衡所需时间，杂交前后频率差，并计算杂交动力学参数。结果：随靶DNA长度增加，杂交时间有延长趋势。在靶DNA长度为20－108个碱基时，其频率变化值与碱基数呈线性关系。而225，379，654个碱基时的频率变化反应则明显降低，结合常数变化不明显，而解离常数呈增大趋势变化，使平衡常数逐渐减少，结论：在威武央晶体传感器阵列上，频率变化值随靶序列长度增长而增大但反应效率不一样。     

探针浓度对压电传感器基因杂交效应的影响

目的 探讨探针浓度对压电传感器基因杂交效应的影响。方法 9种浓度的探针与同一浓度的靶序列在压电传感器阵列上进行杂交,计算机采集并分析传感器频率数据,比较各探针浓度下固定前后频率差,杂交达到平衡所需时间,杂交前后频率差,同时,根据较低浓度数据得出的杂交动力学参数。计算各浓度下的频率变化理论值。结果 随探针浓度增加,固定引起的频率变化值逐渐增加,杂交时间有缩短趋势,杂交前后的频率差值在探针浓度较低（1nmol/L-0.5μmol/L)时逐渐增大,而探;针浓度较高（1.0-3.5μmol/L)时反而减小,高浓度时杂交前后频率变化理论值与实际值存在明显差异。结论 在石英晶体传感器阵列上,基因杂交效率随探针浓度增加而增大,但探针浓度过高反而抑制杂交,其原因可能主要在于探针之间的空间构象关系和静电排斥。     

离子强度对压电传感器基因杂交动力学的影响

目的：探讨盐离子浓度对压电传感器基因杂交动力学的影响。方法：设计并合成金黄色葡萄球菌耐药基因探针及与其完全互补的靶序列，在石英谐振压电传感器阵列上进行杂交，杂交缓冲液中含5种NaCl浓度，计算机采集并分析传感器频率数据得出杂交动力学参数，同时比较各盐离子浓度下杂交达到平衡所需时间，杂交前后的频率差，平衡后频率波动幅度大小。结果：随NaCl浓度增加，结合速率常数，杂交平衡常数，最大杂交量均呈现明显增大趋势。而离解速率常数呈下降趋势，杂交前与杂交平衡后的频率差值增大，同时，杂交平衡后频率波动幅度相应增大，杂交达平衡所需时间延长。结论：一定的盐离子浓度促进基因杂交，但盐离子浓度过高则对晶体振荡性能产生负面影响。     

压电基因传感器阵列的初步构建

目的　初步构建适于临床基因检测的新方法即压电基因传感器阵列。方法　制作 2× 5型基因传感器阵列 ,在阵列各检测池的银膜上通过巯基修饰法固定合成大肠杆菌肠毒素基因探针 ,而后与各靶序列进行杂交 ,以自制集成电路及电脑软件对频率数据进行采集与分析。结果　 12h内 ,气相对照检测池频率变化± 2Hz ,液相对照检测池频率变化± 4Hz ;基因探针固定后频率下降 ( 4 8± 5 )Hz ;与完全配对的靶序列杂交 ,0 .5h达到稳定状态 ,并使频率下降 ( 4 3± 5 )Hz ;与有 1～ 2个碱基错配的序列杂交 ,频率下降仅分别为 ( 2 1± 5 )、( 7± 5 )Hz ,与 3个碱基错配的序列及不相关序列杂交 ,频率无明显变化。结论　初步构建的基因传感器阵列有很好的稳定性和特异性 ,敏感性尚待进行一步提高。     

离子浓度对肽核酸压电基因传感器杂交效应的影响

目的　探索不同离子浓度的PBS缓冲液对肽核酸压电基因传感器阵列杂交效应的影响。方法　压电基因传感器阵列表面固定上 1 .5 μM的bis PNA探针后 ,分别观察在 1 0、2 0、5 0、1 0 0mM的PBS缓冲液环境中与相应的靶序列杂交 ,记录频率的下降值及反应所需的时间。结果　钠离子浓度从 1 0mM增加至 2 0mM时 ,杂交导致的频率下降值及平衡时间均增加 (P <0 .0 5 ) ;从 2 0mM增加至 5 0、1 0 0mM时 ,杂交导致的频率下降值各组间无显著差异 ,但杂交平衡时间却呈倍数增长。结论　离子浓度极大地影响了杂交反应的时间 ,低盐离子浓度更有利于提高bis PNA和dsDNA的杂交速率 ,高盐离子浓度则会大大降低bis PNA的结合速率。     

2种不同类型的核酸探针对压电基因传感器阵列检测特异性的影响

目的探讨用PNA作为探针与普通的DNA探针相比对压电传感器基因杂交的优越性.方法用生物素-亲和素法分别将PNA、DNA两种探针固定在基因传感器的金膜表面,分别与完全匹配、1个碱基错配、2个碱基错配的互补靶序列进行杂交,观察2种不同的探针与靶序列反应所引起的频率变化及所用的时间.结果相对于DNA探针,PNA探针识别碱基错配的能力明显高,且杂交时间更短.结论 PNA与靶序列DNA结合有高度的特异性,选用PNA作探针,可提高压电基因传感器检测的特异性.     

缓冲液pH值对肽核酸压电基因传感器阵列杂交效应的影响

目的 探索PBS缓冲液的pH值对肽核酸压电基因传感器阵列杂交效应的影响。方法 压电基因传感器阵列表面先固定上1．5μmol／L的bis-PNA探针，然后分别在pH5.8～8．0的PBS缓冲液中和相应的靶序列杂交，记录频率的下降值及反应所需的时间。结果 随着pH值从5.8升到8．0，杂交导致的频率下降值先高后低，以pH6．8为一个分水岭。杂交平衡时间在pH6.8之前总体上说相差尚不明显，但当pH值从6．8升到8．0时，却骤然增加。结论 bis-PNA和靶序列dsDNA的杂交时适用的pH范围很窄(pH6．6～7．0)。弱酸环境下(pH618时)最为容易，pH超过7．5就不适宜杂交。结果 从另一个侧面证实了在bis-PNA和dsDNA的杂交过程中“Hoogsteen链第一”的反应机制。     

链置换扩增(SDA)压电DNA传感器阵列

目的　构建SDA压电DNA传感器阵列 ,解决SDA压电DNA传感器的检测通量不足问题。方法　①采用传感器集成技术将 1 0个SDA压电DNA传感器制成 2× 5的传感器阵列芯片 ;②以结核菌IS61 1 0片段为检测对象 ,研究SDA压电DNA传感器阵列的特性。结果　传感器阵列芯片的各传感器微单元能够相互独立工作 ,互不干扰。结论　SDA压电DNA传感器的阵列化不影响传感器性能 ,同时在一定程度上提高了SDA压电DNA传感器的检测通量 ,使SDA压电DNA传感技术更具临床实用性     

链延伸反应提高压电基因传感器的灵敏度的实验研究

目的　利用链延伸反应的原理延长引物链以提高压电基因传感器表面的质量负载 ,从而提高传感器的灵敏度。方法　基因传感器阵列表面分别固定上金黄色葡萄球菌mecA及femA两种探针片段 ,待杂交上相应的靶序列片段后 ,加入Klenow酶 ,室温下 (2 0℃左右 )进行链延伸反应 8h。结果　 50nmol L单链mecA在杂交反应及链延伸反应的过程中 ,频率的下降值分别为 (99.2± 8.5)Hz、(1 92 .9± 1 3 .3 )Hz。而femA则分别下降了 (1 42 .4± 1 1 .2 )Hz、(2 2 2 .6± 1 6.6)Hz。mecA、femA在链延伸反应前的检测灵敏度为 0 .5nmol L ,但经链延伸反应后检测灵敏度提高到了 0 .0 5nmol L。结论　链延伸反应有效地提高了压电基因传感器的灵敏度 ,可用于微量DNA的检测、核酸同源性分析等方面     

压电基因传感器阵列检测MRSA的实验研究

目的：探讨以压电传感阵列技术检测耐甲氧西林葡萄球菌的可行性。方法：收集临床64株葡萄球菌标本，对其耐药标志基因mecA基因和金黄色葡萄球菌特有基因femA增后应用压电传感器阵列进行检测，并以PCR电泳检测作参照，与目前采用的常规药物敏感试验进行对比分析。结果：传感器分析与PCR电泳分析结果完全一致，而此两种方法与常规培养加药敏法比较。结果略有差异。所有64株葡萄球菌中，2株耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）的mecA为阴性，2株甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌（MSSA)的mecA为阳性，1株耐甲氧西林凝固酶性葡萄球菌（MRCNS）的mecA为阴性；2株甲氧西林敏感凝固酶阴性葡萄球菌（MSCNS）的mecA为阳性。结论：以压电传感阵列技术同时检测femA基因和mecA基因，既可鉴定出是否为金黄色葡萄球菌，又可判断其耐药类型，能为危重病人感染MRSA时的诊断和治疗提供依据。     

石英谐振传感器液相稳定平台构建及检测HCMV的实验研究

目的 建立石英谐振压电基因传感器检测系统液相稳定平台并应用该检测系统实时检测链置换扩增(Strand displacement amplification，SDA)反应。方法 ①观察以金属夹具式和粘胶式两种检测池连接方式构成的传感器在液相中的频率稳定性；②以巨细胞病毒(Human cytomegalovirus，HCMV)为检测对象，建立SDA反应系统；③传感器检测系统对HCMVSDA反应进行实时检测。结果 ①新型金属夹具式可调节及可换式传感器检测池可实现传感器在液相中的频率稳定性；②SDA反应可引起压电基因传感器的频率持续下降；③在一定范围内核酸杂交所引起的频率下降幅度随加入的靶序列浓度提高而增大。结论 成功构建压电基因传感器液相检测稳定平台并实现对SDA反应的实时检测；该系统可直接检测基因组DNA并可广泛应用于病原微生物的临床检测。     

适配子型压电石英晶体传感器探针固定方法的研究

目的 比较金膜表面两种探针固定法的优劣,选择适配子型压电传感器探针固定的最佳方法.方法 用巯基固定法及生物素-亲和素固定法将针对人IgE的适配子探针固定在压电传感器的金膜表面,对不同浓度IgE引起的频率变化进行检测.结果 与巯基法相比,生物素-亲和素法固定探针压电传感器频率下降更为明显,检出限低,线性范围宽,0.1～2.5 mg/L浓度范围内IgE浓度与频率变化呈明显的线性相关,相关系数0.994 5.结论 在压电基因传感器探针固定中效果良好的巯基法在适配子探针固定中并不适用,生物素-亲和素法在适配子压电传感器探针固定中有明显优势.     

压电基因传感器芯片技术在快速检测人乳头瘤病毒中的应用

目的　快速检出尖锐湿疣组织中人乳头瘤病毒（HPV）并分型.方法　利用基因芯片（Gene chip）与压电传感器（Piezoelectric biosensor）相结合的技术,通过HPV6、11、16、18四种型特异寡核苷酸探针建立一种快速检测HPV并分型的方法.并与常规的PCR和斑点杂交方法比较.结果　取复发型尖锐湿疣及相应的原发病例组织标本各22份,用压电基因传感器芯片技术检测结果为：原发型组织标本全部为阳性结果,其中 HPV6: 17(77.3%), HPV11: 3(13.6%), HPV16: 2(9.1%), HPV18:未检出；复发型组织标本中除第18例标本为阴性结果外,其余21份为阳性结果,其中HPV6: 15（68.2%）,HPV11: 2(9.1%), HPV16: 4(18.2%), HPV18:未检出.用PCR方法检测结果全部阳性,PCR扩增的产物经斑点杂交分型结果与其基本一致.结论　压电基因传感器芯片技术具有准确、快速、灵敏的优点.     

压电基因传感器芯片技术在快速检测人乳头瘤病毒中的应用

目的：快速检出尖锐湿疣组织中人乳头瘤病毒（HPV）并分型。方法：利用基因芯片（Gene chip）与压电传感器（Piezoelectric biosensor）相结合的技术，通过HPV6、11、16、18四种型特异寡核苷酸探针建立一种快速检测HPV并分型的方法。并与常规的PCR和斑点杂交方法比较。结果：取复发型尖锐湿疣及相应的原发病例组织标本各22份，用压电基因传感器芯片技术检测结果为：原发型组织标本全部为阳性结果，其中HPV6：17（77.3％），HPV11：3（13.6％），HPV16：2（9.1％），HPV18：未检出；复发型组织标本中除第18例标本为阴性结果外，其余21份为阳性结果，其中HPV6：15（68.2％），HPV11：2（9.1％），HPV16：4（18.2％），HPV18：未检出。用PCR方法检测结果全部阳性，PCR扩增的产物经斑点杂交分型结果与其基本一致。结论：压电基因传感器芯片技术具有准确、快速、灵敏的优点。     

Multichannel piezoelectric genesensor for the detection of human papilloma virus

Ｗｉｔｈｉｎｔｈｅｐａｓｔｔｅｎｙｅａｒｓ,ｔｈｅｒｅｈａｓｂｅｅｎｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｉｎｔｅｒｅｓｔｉｎｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｓｐｅｃｉｆｉｃＤＮＡｓｅｑｕｅｎｃｅｓｕｓｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｗｈｉｃｈｄｏｎｏｔｒｅｑｕｉｒｅｔｈｅｕｓｅｏｆｒａｄｉｏｉｓｏｔｏｐｅｓ ,ｅｎｚｙｍｅｓｏｒｆｌｕｏｒｏｐｈｏｒｅｓ Ｂｉｏｓｅｎｓｏｒｓｙｓｔｅｍｓｂａｓｅｄｏｎｎｕｃｌｅｉｃａｃｉｄｎｏｔｏｎｌｙｅｌｉｍｉｎａｔｅｔｈｅｎｅｅｄｆｏｒｓｕｃｈｌａｂｅｌｓｂｕｔａｌｓｏｏｆｆｅｒｔｈｅｐｏｔｅｎ…     

基因传感器表面两种探针固定法的比较

目的：比较基因传感器表面两种探针固定法的优劣。方法：分别用巯基固定法及生物素－亲和素固定法将人类乳头瘤病毒（Human Papilloma Virus,HPV)的探针固定在基因传感器的金膜表面，比较不同探针浓度，不同靶序列浓度下反应所引起的频率的变化以及所用的时间。结果：两种固定方法检测靶序列的灵敏度相当，生物素－亲和素法反应所需的时间较短，且具有放大效应，能结合上更多的探针并检测到更多的靶序列，但操作较为繁琐，巯基法操作较为简单，但所需的反应时间较长，结论：两种探针固定法各有利弊，实际操作中应根据不同的需要选择合适的固定方法。     

纳米金颗粒质量放大压电DNA传感器频移信号的研究

目的探讨纳米金颗粒质量放大压电DNA传感器频移信号的可行性,以进一步提高检测灵敏度。方法将巯基化的单链DNA探针固定于压电DNA传感器石英晶体金膜表面,封闭后加入合成的生物素化的互补靶DNA与之进行杂交反应,最后用5nm粒径的链亲和素标记的胶体金追加标记于杂交后的生物素化的靶DNA上,以增加石英晶振金膜表面的质量负载,从而降低石英晶振的响应频率,进一步放大频移信号。结果检测终浓度为10-8mol/L的阳性靶序列时杂交反应前后频移为(12.7±5.5)Hz,加入终浓度为9%的纳米金颗粒放大后总频移为(126±2.6)Hz,后者显著高于前者(P<0.01)。另外,对不同终浓度的阳性靶序列检测后发现,频移与其终浓度的lg值之间具有显著的线性关系,相关系数为0.974,而且最低检出限达到了10-12mol/L。结论实验结果表明该方法可以显著放大压电DNA传感器的频移信号,从而进一步提高压电DNA传感器检测的灵敏度。     

压电石英晶体传感器检测血浆纤维蛋白原方法的研究及应用

目的建立一种压电石英晶体传感器检测血浆纤维蛋白原(Fib)的方法.方法采用AT切向、基频10MHz的银膜石英晶体作为压电元件;观察血浆凝集过程中晶体振荡频率的变化,确定血浆凝集反应的起点和终点.结果 (1)检测池加入凝血酶原待频率稳定后,血浆标本加入反应体系后,晶体振荡快速下降,由于反应中形成的纤维蛋白原凝块的质量、体积与晶体接触的面积以及血清产生的量不同,造成频率瞬时的上升、下降,或频率稳定,直至反应结束频率平稳,加样后频率下降的起点为血浆凝集反应的起点,频率上升、下降,稳定的起始点为反应的终点,计算两点的时间即为反应时间,查标准曲线得纤维蛋白原的含量.(2)该方法的检测结果与STAGO磁珠检测法的相关性好(r＝0.957).结论压电石英晶体传感器检测血浆纤维蛋白原是一种实时在线检测的方法,在线观测凝集反应的终点,反应的起点和终点的判别方便、可靠、准确.且操作简单,快速,成本低廉,是一种敏感性高、重复性好的方法,并可用于临床检测.