组成图示
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传感器类型
荧光生物传感器
检测对象
p53基因cDNA（p53 cDNA）、N-ras基因cDNA（N-ras cDNA）、Rb1基因cDNA（Rb1 cDNA）；样品基质：杂交缓冲液（hybridization buffer）中的cDNA溶液
检测原理
光纤末端经多聚-L-赖氨酸处理后吸附寡核苷酸探针，并用冷固定剂固定，形成识别界面。当荧光标记的靶标cDNA与互补探针杂交时，靶标上的CY5荧光基团被固定到光纤末端。He-Ne激光以633 nm激发CY5，使其发射685 nm荧光，CCD相机采集光纤阵列图像。荧光强度随杂交靶标浓度增加而增强，因此可定性或半定量检测p53、N-ras、Rb1等基因。靶标通过PCR或随机引物标记掺入dCTP-CY5，提高荧光标记密度；洗涤去除非特异结合，提高信噪比。该方法无需共聚焦显微镜，适合中低密度阵列。
检测灵敏度
未报告LOD、线性范围、灵敏度斜率、R^2；原文报告灵敏度至少几 nmol/L（at least a few nmol/L），高于 Walt 的 10 nmol/L。
效应效果
实验以裸光纤、仅PLL处理光纤和非互补探针光纤为阴性对照，杂交后均无荧光；互补探针光纤在p53、N-ras、Rb1单靶标及混合靶标中均出现对应荧光，表明阵列具有良好序列特异性。原文报告靶标浓度分别为p53约几μmol/L、N-ras 14.5 nmol/L、Rb1 3.2 nmol/L，灵敏度至少达几nmol/L，高于Walt方法的10 nmol/L。杂交3–5 h可获得良好结果，少于2 h通常不理想；而Walt方法在10 nmol/L靶标下10 min即可获信号。该方法无需共聚焦显微镜，适合中低密度基因芯片，有利于降低成本和自动化批量制备。
传感器的构成
- 基底/换能器：光学光纤（optical fiber），作为光传输与荧光成像基底
- 表面预处理层：多聚-L-赖氨酸（poly-L-lysine, PLL），经NaOH/乙醇活化后涂覆，用于吸附DNA探针
- 识别元件：寡核苷酸探针（oligonucleotide probe），固定于光纤末端，特异性杂交p53/N-ras/Rb1靶标cDNA
- 固定层：冷固定剂（cold fixative，甲醇:乙酸 3:1），交联固定探针并提高稳定性
- 信号标记物：荧光标记靶标cDNA（CY5-cDNA，dCTP-CY5掺入），杂交后产生685 nm荧光
- 杂交/洗涤介质：杂交缓冲液（hybridization buffer）与SSC/SDS洗涤液，维持杂交并去除非特异结合
- 读出系统：He-Ne激光（633 nm）激发与CCD相机（685 nm）成像，输出阵列荧光图像
中文摘要
本文报道一种制备光纤DNA生物传感器及其阵列用于多基因同时检测的新方法。首先用多聚-L-赖氨酸（poly-L-lysine, PLL）处理光纤表面，再在其末端吸附并固定寡核苷酸探针，经冷固定剂（甲醇:乙酸，3:1）处理实现探针固定。将携带不同探针的光纤传感器组装成束，形成光纤DNA生物传感器阵列。以荧光标记的p53、N-ras和Rb1基因cDNA为靶标，通过CCD相机监测杂交荧光信号。结果表明，裸光纤、仅PLL处理光纤及非互补探针光纤无荧光，而互补探针光纤出现明显荧光，证明阵列可特异性检测目标基因。与Walt方法相比，其灵敏度至少达几nmol/L，杂交3–5 h即可获得良好结果，适合中低密度基因芯片的自动化制备与应用。
英文摘要
A new method of preparing fiber-optic DNA biosensor and its array for the simultaneous detection of multiple genes is described. The optical fibers were first treated with poly-1-lysine, and then were made into fiber-optic DNA biosensors by adsorbing and immobilizing the oligonucleotide probe on its end. By assembling the fiber-optic DNA biosensors in a bundle in which each fiber carried a different DNA probe, the fiber-optic DNA biosensor array was well prepared. Hybridization of fluorescent- labeled cDNA ofp53 gene,N-ras gene andRb1 gene to the DNA array was monitored by CCD camera. A good result was achieved.