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		介導(dǎo)的電化學(xué)檢測(cè)核酸藥物發(fā)現(xiàn)

　　介導(dǎo)的氧化鳥(niǎo)嘌呤殘基是一種快速，靈敏的直接檢測(cè)核酸的方法?；蚪M學(xué)，基因在生物體中發(fā)現(xiàn)，定位和特征的科學(xué)性，爆炸性的增長(zhǎng)，在過(guò)去的十年中，利用基因組信息重組的方法診斷和制藥行業(yè)的濃厚興趣，這種增長(zhǎng)已經(jīng)促使部分確定疾病狀態(tài)，執(zhí)行診斷測(cè)試，以及制定更具體的治療藥物。

　　大規(guī)模基因測(cè)序的努力終于在最近完成的人類(lèi)基因組序列，一個(gè)重要的里程碑，代表一個(gè)新的基因組時(shí)代的開(kāi)始。2，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看一個(gè)粗略的草案，該信息將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的不僅影響醫(yī)療保健，但一般的生活質(zhì)量。

　　由于更多的遺傳信息成為可用，那些在制藥和診斷工業(yè)正在經(jīng)歷一個(gè)不斷增加的需要進(jìn)行快速和準(zhǔn)確的方法來(lái)檢測(cè)和定量核酸。廣泛潛在的藥物化合物庫(kù)已經(jīng)編譯使用組合化學(xué)。高通量基因表達(dá)分析產(chǎn)品是需要相關(guān)的某些疾病條件下對(duì)靶基因的篩選這些庫(kù)。基于核酸的診斷分析法也有在臨床上的廣泛的潛在的癌癥的檢測(cè)，免疫狀態(tài)測(cè)試，感染性疾病的診斷，藥物抗性或易感性的測(cè)量。

　　在基因表達(dá)分析中，一個(gè)特定的信使核糖核酸（mRNA）在藥物處理的細(xì)胞或病變的細(xì)胞產(chǎn)生的量與相應(yīng)的未經(jīng)處理的健康細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的量的測(cè)量和比較。然后，在發(fā)生病變的細(xì)胞中，對(duì)藥物治療的反應(yīng)，感興趣的基因的表達(dá)水平可以觀察到的變化可用于指導(dǎo)選擇的候選藥物的進(jìn)一步發(fā)展，以闡明藥物的作用機(jī)制，最終以協(xié)助患者在臨床前或臨床試驗(yàn)納入的選擇。

　　傳統(tǒng)上，基因表達(dá)分析已經(jīng)使用Northern雜交，核糖核酸酶保護(hù)試驗(yàn)（RPA），或反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)（RT-PCR）等方法進(jìn)行。然而，這些方法不能很好地適合用于檢測(cè)大量的樣品，因?yàn)樗鼈兪琴M(fèi)時(shí)和費(fèi)力的，并且在某些情況下，缺乏足夠的靈敏度。

　　用于檢測(cè)特定核酸序列的幾種新產(chǎn)品在市場(chǎng)上或正在開(kāi)發(fā)中。4的大多數(shù)被設(shè)計(jì)為通過(guò)檢測(cè)感興趣的一個(gè)特定的核酸分子的存在或不存在的互補(bǔ)序列雜交（探針核酸）固定在固相上的檢測(cè)裝置接口。

　　為了檢測(cè)雜交，這些方法需要熒光，放射性，酶，或化學(xué)發(fā)光標(biāo)記的靶核酸的附件。用于標(biāo)記的核酸和一些類(lèi)型的標(biāo)簽，以檢測(cè)所需的儀器的程序可以使這些產(chǎn)品使用復(fù)雜和麻煩。

　　另外，擴(kuò)增的靶核酸使用PCR或相關(guān)技術(shù)，通常需要使用目前可用的檢測(cè)方法的一個(gè)特定的核酸檢測(cè)到少量。這個(gè)額外的步驟執(zhí)行檢測(cè)所需的時(shí)間增加，并介紹了在擴(kuò)增過(guò)程中的樣品的污染和其他錯(cuò)誤的可能性。

　　電化學(xué)檢測(cè)核酸產(chǎn)生了相當(dāng)大的興趣，因?yàn)殡娀瘜W(xué)方法具有高靈敏度，同時(shí)使用價(jià)格相對(duì)低廉的工具和簡(jiǎn)單的協(xié)議。電化學(xué)檢測(cè)DNA雜交已成功使用的DNA的直接氧化的電極，以及間接通過(guò)檢測(cè)更強(qiáng)烈地結(jié)合到單鏈DNA比雙鏈DNA的氧化還原活性的雜交指示劑。5，6

　　然而，使用這些方法從DNA獲得的信號(hào)是小的，因此顯著地限制了這些方法的敏感性。這個(gè)問(wèn)題可以克服7這種方法的基礎(chǔ)上，通過(guò)使用電化學(xué)介體中提取電子的鳥(niǎo)嘌呤殘基中的DNA或RNA，并進(jìn)行到所述電極，其中的介體再生，并能參與額外的電子轉(zhuǎn)移事件。技術(shù)使用Xanthon公司（研究三角園，NC），并且是這篇文章的主題。

　　介導(dǎo)核酸氧化原理介導(dǎo)的氧化鳥(niǎo)嘌呤殘基是一種快速，靈敏的直接檢測(cè)核酸的方法。要實(shí)現(xiàn)這種方法，共價(jià)結(jié)合到核酸探針的錫摻雜的氧化銦（ITO）電極。然后電極暴露的樣品含有靶DNA或RNA?；パa(bǔ)的核酸雜交的核酸探針，并隨后通過(guò)洗滌除去非互補(bǔ)核酸序列。檢測(cè)到的核酸雜交，然后用有氧化還原活性的介體與適當(dāng)?shù)难趸€原電位，如三（2,2' -聯(lián)吡啶）釕（II）（包埋Ru（bpy）3 2 +）。

　　在此催化鳥(niǎo)嘌呤氧化的第一步驟中，介體氧化的3表格（包埋Ru（bpy）3 3 +）的高的正電位的電極：三聯(lián)吡啶釕為3 2 + ?茹（聯(lián)吡啶）3 3 + + E -然后，介體的氧化形式的抽象雜交的靶核酸的鳥(niǎo)嘌呤在一個(gè)電子從形成自由基陽(yáng)離子，可以進(jìn)行進(jìn)一步的反應(yīng)：三聯(lián)吡啶釕為3 3 + + NA ?茹（聯(lián)吡啶）3 2 + + NA 牛的再生的再次氧化還原介體的電極，完成催化循環(huán)。產(chǎn)生的電流在每個(gè)氧化包埋Ru（bpy）3 2 +的測(cè)量，并反映在電極中的靶核酸雜交的量存在鳥(niǎo)嘌呤。對(duì)比上面的電極，包埋Ru（bpy）3 2之間的電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)的核酸的直接氧化+和鳥(niǎo)嘌呤，以及包埋Ru（bpy）3 2 +和ITO電極之間的，是非常快的。三聯(lián)吡啶釕3 2之間的快速電子轉(zhuǎn)移的主要原因+和鳥(niǎo)嘌呤（第二階速率常數(shù)已經(jīng)測(cè)得大約1 ? 10 6 M -1 ? -1）是鳥(niǎo)嘌呤的氧化電位幾乎相同的三聯(lián)吡啶釕3 2 8

　　介導(dǎo)的電子傳遞的催化性質(zhì)，產(chǎn)生的電流值，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于獲得使用nonmediated的電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)，涉及核酸。這使得可以檢測(cè)低拷貝數(shù)沒(méi)有放大。由于檢測(cè)是基于鳥(niǎo)嘌呤殘基的氧化，RNA可以為DNA中檢測(cè)到相同的方式，不使用反轉(zhuǎn)錄形成的cDNA。消除這些額外的制備步驟簡(jiǎn)化了分析過(guò)程，并可以改善的準(zhǔn)確性和可靠性的檢測(cè)方法。

　　為了盡量減少背景信號(hào)介導(dǎo)的電子傳遞系統(tǒng)中，優(yōu)選的是，核酸探針不包含鳥(niǎo)嘌呤。當(dāng)僅包含腺嘌呤，胞嘧啶和胸腺嘧啶一個(gè)具體的目標(biāo)核酸的探針序列不可用，在探頭中的鳥(niǎo)嘌呤堿基可以被取代的次黃嘌呤，因?yàn)樗区B(niǎo)嘌呤與Ru中的電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)（反應(yīng)性低于聯(lián)吡啶）3 2 +。由于次黃嘌呤可以形成只有兩個(gè)三個(gè)氫鍵中的Watson-Crick堿基對(duì)，以及其他的鳥(niǎo)嘌呤衍生物，如7-deazaguanine也可能是可行的和有吸引力的替代品。

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