通过基于适体/量子点的共振能量转移超灵敏检测三磷酸腺苷的新型适体传感器

本篇研究论文介绍了一种新型适体传感器的设计和应用，用于超灵敏检测三磷酸腺苷（ATP）。适体传感器（aptasensor）是一种基于适体的生物传感器，适体（aptamer）是通过体外选择功能性的单链DNA（ssDNA）、RNA甚至化学修饰的核酸。适体与目标分子（如蛋白质、小分子、离子等）具有高亲和力和特异性结合的能力，这种基于适体的传感器在生物分子检测中具有极大的应用潜力。 研究的关键在于利用了共振能量转移（RET）的原理，通过适体和量子点之间的距离变化来实现对ATP的检测。量子点是一种纳米级半导体颗粒，具有尺寸可调、光谱可调、光稳定性好等特性。在本研究中，量子点被用作能量供体，而一种名为Cy3的荧光染料作为能量受体。适体分子经过特定的修饰，在其3'端连接了Cy3染料，而其互补序列的5'端连接了绿色量子点（525）。 在没有目标ATP的情况下，适体和其互补序列能够在溶液中形成双链结构，导致量子点和Cy3染料之间的距离减小，从而产生显著的共振能量转移信号。当ATP分子结合到适体上后，适体与其互补序列发生解离，增加了量子点和Cy3之间的距离，进而显著减弱了共振能量转移信号。通过检测525nm和560nm处的荧光强度比值，可以很容易地实现ATP的检测。 实验结果显示，525/560的发射荧光强度比与ATP的对数浓度呈线性关系。该适体传感器的线性范围为0.1nM至1mM，检测限可低至0.01nM。通过与胸苷三磷酸（TTP）、胞苷三磷酸（CTP）、鸟苷三磷酸（GTP）和腺苷二磷酸（ADP）的对比检测，证明了该适体传感器对于ATP具有出色的特异性选择性。所描述的方法可以轻松检测到亚纳摩尔级别的ATP，并且避免了光漂白的问题。 适体传感器在生物检测领域的应用前景广泛，不仅可以用于ATP检测，还可以扩展至其他生物分子的检测。随着生物技术的发展和纳米材料技术的进步，适体传感器的灵敏度和选择性有望进一步提高，从而在临床诊断、环境监测、食品安全检测等多个领域发挥重要作用。 这项研究提供了一种结合了适体技术、量子点和共振能量转移原理的新型检测手段。它不仅为ATP的检测提供了高灵敏度和特异性的方法，也为未来开发其他生物标志物的检测传感器提供了借鉴和参考。通过不断的技术优化和应用拓展，基于适体的生物传感器有望在未来的生物医疗检测领域中扮演更加重要的角色。