研究目的
开发一种基于时间门控荧光共振能量转移(FRET)和杂交链式反应(HCR)的简单、放大且多重检测微小RNA的方法,通过实现免洗涤传感、高灵敏度和多重检测能力来改进现有HCR技术。
研究成果
HCR-TG-FRET技术通过结合无酶扩增与免洗涤、高灵敏度及多重检测能力,显著提升了核酸检测性能。该技术可实现低至阿摩尔级的检测限,对同源miRNA具有高特异性,并在无需RNase抑制剂的生物样本中保持有效检测。这一方法为先进生物传感应用提供了多功能且强大的工具,未来还具有进一步提升多重检测的潜力。
研究不足
该方法在缺乏额外光谱区分的情况下,对两个以上目标进行高阶复用可能存在局限性,且由于灵敏度差异,miR-21定量的准确性略低。潜在优化方案可能包括增加发夹浓度以扩大动态范围,并提高某些目标的检测精度。
1:实验设计与方法选择:
本研究将铽供体与Cy5.5染料受体的时间门控福斯特共振能量转移(TG-FRET)技术整合至杂交链式反应(HCR)中用于核酸检测。设计针对miR-20a和miR-21的特异性序列发夹探针,分别标记Tb或Cy5.5,通过HCR扩增实现FRET。
2:5染料受体的时间门控福斯特共振能量转移(TG-FRET)技术整合至杂交链式反应(HCR)中用于核酸检测。设计针对miR-20a和miR-21的特异性序列发夹探针,分别标记Tb或Cy5,通过HCR扩增实现FRET。 样本选择与数据来源:
2. 样本选择与数据来源:使用合成微小RNA(miR-20a、miR-21、miR-20b)及其DNA类似物作为靶标(购自Eurogentec),同时测试含血清样本。
3:0a、miR-miR-20b)及其DNA类似物作为靶标(购自Eurogentec),同时测试含血清样本。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括临床免疫荧光酶标仪(KRYPTOR compact plus,赛默飞世尔)、荧光寿命酶标仪(爱丁堡仪器)、脉冲氮激光器(MNL 100,LTB柏林激光技术)、紫外/可见分光光度计(Lambda 35,珀金埃尔默)、荧光计(Xenius,SAFAS)、电泳系统(Mini-PROTEAN Tetra,伯乐)及Zeba脱盐柱(赛默飞世尔)。材料包含Lumi4-Tb-NHS(Lumiphore公司)、Cyanine5.5 NHS酯(Lumiprobe)、寡核苷酸(Eurogentec)、Tris(羟甲基)氨基甲烷、牛血清白蛋白、HEPES(西格玛奥德里奇)、NaCl(杜赫法)及SYBR Green II(赛默飞世尔)。
4:5 NHS酯(Lumiprobe)、寡核苷酸(Eurogentec)、Tris(羟甲基)氨基甲烷、牛血清白蛋白、HEPES(西格玛奥德里奇)、NaCl(杜赫法)及SYBR Green II(赛默飞世尔)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:发夹探针经95°C加热后冷却退火。靶标与Tb标记探针孵育后,加入Cy5.5标记探针启动HCR。孵育完成后将样本转移至微孔板,通过配备特定光学滤光片的酶标仪进行TG-FRET检测。通过凝胶电泳验证HCR产物形成。
5:5标记探针启动HCR。孵育完成后将样本转移至微孔板,通过配备特定光学滤光片的酶标仪进行TG-FRET检测。通过凝胶电泳验证HCR产物形成。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:基于时间门控光致发光强度计算FRET比值,采用校准曲线定量,并通过福斯特理论公式分析光致发光衰减时间以确定FRET效率及距离。
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KRYPTOR compact plus
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Thermo Fisher Scientific
Clinical immunofluorescence plate reader for TG-FRET assays.
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Pulsed nitrogen laser
MNL 100
LTB Lasertechnik Berlin
Excitation source for fluorescence measurements.
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UV/Vis System
Lambda 35
PerkinElmer
Used for recording absorption spectra.
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Zeba Spin Desalting Columns
7 kDa MWCO
Thermo Fisher Scientific
Used for purifying Tb-DNA and dye-DNA conjugates.
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Optical bandpass filter
492/20 nm
Semrock
Used for Tb detection channel in plate readers.
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Optical bandpass filter
716/40 nm
Semrock
Used for Cy5.5 detection channel in plate readers.
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Lumi4-Tb-NHS
Lumiphore Inc.
Used as a terbium donor for FRET in the HCR probes.
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Cyanine5.5 NHS ester
Lumiprobe
Used as a dye acceptor for FRET in the HCR probes.
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Fluorescence lifetime plate reader
Edinburgh Instruments
Used for recording PL decays and time-resolved measurements.
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Fluorometer
Xenius
SAFAS
Used for recording emission spectra.
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Electrophoresis system
Mini-PROTEAN Tetra
Bio-Rad
Used for gel electrophoresis to confirm HCR product formation.
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SYBR green II
Thermo Fisher
DNA stain for gel electrophoresis.
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