Page 149 - 南京医科大学学报自然科学版

第41卷第3期 沈 俊，陈 莹，王 鑫，等. 基于纳米材料的临床检验与诊断技术研究进展［J］.
2021年3月 南京医科大学学报（自然科学版），2021，41（03）：450-459 ·455 ·

测物质的分离，表面带有多克隆抗体（或单链DNA）
及大量“条码 DNA”的 AuNP 用于捕获被检测物质。
I/nA （a） 当目标物质存在时，两种纳米颗粒与被目标物质形
（a） 成“AuNP⁃ 目标物⁃ MNP”三明治结构（图 5）。利用
（b） 磁场分离这一“三明治”结构后，使用一定方法释放

生物条形码DNA，并进行后续检测。2003年首次报
E/V
（b）
道用该技术成功进行了前列腺特异性抗原（prostate
specific antigen，PSA）的检测，由于 AuNP 表面结合
修饰丝网印刷碳电极
双链DNA
有大量的生物条形码DNA，可将检测灵敏度提高2~
单链DNA 阿霉素（Dox）
3个数量级；Thaxton 等 ［59］ 使用BCA技术成功对前列
图4 基于DNA杂交的电化学纳米生物传感器 ［53］
Figure 4 Electrochemical nanobiosensor based on DNA 腺癌根治性前列腺切除术后的男性血清中常规方
hybridization ［53］ 法无法检出的低浓度PSA 进行了检测，从而实现了

A B

磁性纳米粒 针对同一抗原不同 目标蛋白 磁性纳米粒 可以与同一目标DNA两端 目标DNA
表位的一组抗体 分别杂交的一组DNA片段
纳米金颗粒 条形码DNA 纳米金颗粒 条形码DNA
A：蛋白质检测；B：DNA检测。
图5 BCA在蛋白质检测 ［15］ 和DNA检测 ［16］ 中所形成的三明治结构
Figure 5 Sandwich structures formed in protein ［15］ and DNA ［16］ detection using BCA

对前列腺癌复发状况的预测；Yin 等 ［60］ 也使用 BCA 检测。此类方法相比基于 PCR 的核酸检测技术更
技术对蓝舌病毒外核蛋白VP7进行了特异性检测，其 适用于POCT。
检测限为0.1 fg/mL。其巧妙之处在于将无法扩增的
5 小结和展望
蛋白检测转化为有多种扩增和检测手段的核酸检测，
从而为蛋白质检测提供了新思路。 纳米科学是20世纪 80年代末发展起来的新兴
除在蛋白质检测中的应用外，BCA 技术还在 学科，与信息科学、生命科学并列为 21 世纪最有前
2007 年被报道用于枯草芽孢杆菌双链 DNA 的检 途的三大新技术科学领域，其应用已涉及医疗卫
测 ［16］ ；Aminia等 ［61］ 用针对铜绿假单胞菌外毒素A基 生、感染防控、食品工程、废水处理等大量领域。目
因的两种核酸探针、AuNP 和 MNP，构建了外毒素 A 前，在临床体外诊断检测领域，特性各异的纳米材
基因片段的检测体系。用磁场分离出“AuNP⁃目标 料已成为研究者们优化现有方法、开发新检测技术
核酸分子⁃MNP”的三明治结构后，他们用二硫苏糖 的重要元件。基于纳米材料的检测方法对相关标
醇溶液释放结合在 AuNP 上的 DNA 条形码并用荧 志物（PSA、HCG等）检测中表现出的高特异性、低检
光分光光度法进行检测，其检测限低至 1.2 ng/mL， 测限（表1），使其在某些疾病，特别是前列腺癌等恶
且具有检测速度快、选择性好、线性范围宽等优 性肿瘤的早期诊断和预后评估中具有较大的应用
点。此外，BCA 技术也衍生出一些变体。Lin 等 ［62］ 价值 ［22，59］ 。在病原体检测方面，将纳米材料加入
开发了一种基于纳米酶的生物条码荧光检测技 PCR反应体系后，可提高PCR反应的灵敏性和特异
术，他们利用铂⁃金纳米粒（Pt⁃AuNP）的过氧化物 性 ［38］ ；在临床上遇到难以分离鉴定的病原体时，可
酶活性催化 amplex red（AR）产生可检测的荧光信 将测序技术作为最后手段使用，但目前常用的二代
号，实现了对艾滋病病毒和乙肝病毒 DNA 的同时 测序技术的速度、成本等因素还不能完全满足临床