组成图示
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传感器类型
综述或非传感器论文
检测对象
靶标寡核苷酸（target oligonucleotides，特定 DNA/RNA 序列，如 T0/T2/T4/T6）；样品基质：SPR 缓冲液/溶液，潜在活细胞培养液
检测原理
二元 Cy3 适配体探针由 I-bin 和 II-bin 两个折叠模块组成，各自携带 7 nt 靶标结合臂，但单独不能结合 Cy3。当特定靶标寡核苷酸存在时，其两端分别与两臂杂交，使两个模块按正确空间取向组装成完整 Cy3apt 三级结构，从而结合 Cy3。Cy3 结合后荧光增强，发射峰位于 580 nm；若 Cy3 固定于 SPR 芯片表面，探针结合还会引起表面质量/折射率变化，产生 SPR 响应。靶标浓度越高，形成的三元复合物越多，SPR 信号和荧光强度越强。单碱基错配不能正确诱导模块取向，无法结合 Cy3，因此可实现序列特异性检测。
检测灵敏度
原文未报告 LOD、线性范围、灵敏度斜率或相关系数。
效应效果
该二元探针在无靶标时不结合 Cy3，背景低；加入靶标寡核苷酸后结合效率受中央 linker 长度影响，含四核苷酸插入的 T4 表现最佳。引入单碱基错配 M2-1 或 M2-2 后探针不能结合靶标，显示单核苷酸分辨能力。Cy3apt 与固定 Cy3 的 SPR 平台随 RNA 注入量增加而升高，并在停止注入后快速解离；Cy3 荧光强度随 Cy3apt 量增加而增强，发射光谱无明显偏移。作者认为该体系使用未修饰天然核苷酸、膜通透且低毒的 Cy3，可用于体外和体内传感器、活细胞成像、mRNA 监测及 RNA–RNA 三级相互作用研究。
传感器的构成
- 换能器基底：SPR 传感器芯片（sensor chip），固定 Cy3 并检测表面质量/折射率变化
- 信号标记层：Cy3 荧光染料，固定于芯片表面，结合适配体后产生 SPR 响应与 580 nm 荧光增强
- 识别元件：二元 Cy3 适配体探针 I-bin，含 Cy3apt 折叠模块 I 和 7 nt 靶标结合臂
- 识别元件：二元 Cy3 适配体探针 II-bin，含 Cy3apt 折叠模块 II 和 7 nt 靶标结合臂
- 识别元件：7 nt 互补序列（target-binding arm），与靶标寡核苷酸两端杂交，介导探针组装
- 读出信号：SPR 响应与 580 nm 荧光发射，反映靶标诱导的 Cy3 结合
中文摘要
适配体是通过系统进化指数富集（SELEX）从寡核苷酸库中筛选出的短单链核酸，可高亲和、高选择性地结合蛋白或小分子，常被视为核酸类抗体。本综述总结作者实验室针对基础蛋白和治疗靶标开发的 RNA 适配体进展，重点强调 RNA 的构象可塑性与选择性。以抗人 IgG Fc 区（hFc1）适配体为例，2.15 Å 晶体结构显示适配体通过扭曲发夹、碱基翻转和 Ca2+ 稳定，以范德华力和氢键结合中性蛋白表面，实现高亲和与高特异。治疗方面，抗 IL-17A 适配体 Apt21-2 及其 PEG 化衍生物 PEG21-2idT 可阻断 IL-17A 信号，并在 EAE 和类风湿关节炎小鼠模型中减轻炎症；AptAF42 可特异性识别 IL-17A/F 异二聚体；抗 midkine 适配体通过扩增调节性 T 细胞缓解 EAE。传感方面，作者筛选 Cy3 适配体并构建折叠二元探针，靶标寡核苷酸杂交后恢复 Cy3 结合并增强荧光，可经 SPR 或荧光检测，具有单碱基分辨潜力。
英文摘要
Aptamers are short, single-stranded nucleic acid sequences that are selected in vitro from large oligonucleotide libraries based on their high affinity to a target molecule. Hence, aptamers can be thought of as a nucleic acid analog to antibodies. However, several viewpoints hold that the potential of aptamers arises from interesting characteristics that are distinct from, or in some cases, superior to those of antibodies. This review summarizes the recent achievements in aptamer programs developed in our laboratory against basic and therapeutic protein targets. Through these studies, we became aware of the remarkable conformational plasticity and selectivity of RNA, on which the published report has not shed much light even though this is evidently a crucial feature for the strong specificity and affinity of RNA aptamers.