关于分子探针的研究——文献综述
摘 要：荧光分子探针检测技术兼备选择性专
一、灵敏度高和快速便捷等优点,逐渐成为化学、环境科学及生命科学等众多领域中应用前景非常广泛的分析检测技术。荧光增强型分子探针可以有效地避免生物体自身环境的干扰从而提供更加可信的荧光信号,因而备受人们所关注。在罗丹明螺环隐色体中引入三齿PNO配体,设计了一例对Pd2+具有专一选择性、高灵敏度及快速分析性能的荧光分子探针RPd4。基于α,β不饱和醛基与Cys、Hcy及LPA不同的反应过程设计合成了一例以醛基为识别位点的增强型Cys荧光分子探针RS1。在常见的氨基酸及生物小分子中,RS1对Cys表水平的评估及活体细胞内Cys的荧光成像,对人体内Cys的浓度改变所引发相关疾病的辅助诊断具有潜在的应用价值。
关键词： 荧光分子探针，罗丹明螺环隐色体，荧光增强，钯离子，半胱氨酸
1、前言
以核酸分子杂交技术为核心，利用探针分析DNA序列及片段长度多态性探针是能与特定核苷酸序列发生特异性互补的已知核酸片段，它可以是长探针（100～1000bp），也可以是短核苷酸片段（10～50bp），可以是从RNA制备cDNA探针，也可以是PCR产物或人工合成的寡核苷酸探针。
基因探针方法学利用了DNA能变性和重退火的特性。要做一个基因探针，所研究的这个基因的DNA顺序必须清楚。这个基因对一特定的微生物种可能是独特的，在这种情况下，这一DNA顺序就有利于检出那种微生物体。这一基因甚至可能对所有的细菌来说是通用的，因而使检出所有已知细菌成为可能。
2、正文
王荣福等研究了端粒酶催化亚单位(hTERT)反应分子探针(99mTc-hTERT ASON)在体外靶细胞摄取动力学情况，以及特异识别靶基因的生物学性质。
李绪斌等制备针对乳腺癌细胞表面生长激素抑制素受体(somatostatin receptor,SSTR)的特异性磁共振分子探针，探讨其理化性质及体外成像特征。方法：采用化学偶联法，将超顺磁性氧化铁颗粒(superparamagnetic ironoxide,SPIO)与生长激素抑制素类似物(octreotide,OCT)偶联，制备特异性磁共振分子探针SPIO-OCT。
王小东等构建了结缔组织生长因子多肽(CTGFP)超微超顺磁氧化铁粒子(USPIOs)磁共振(MR)分子探针，以显示高表达整合素αvβ3受体人肝癌Bel7402细胞。方法：用免疫细胞化学方法检测Bel7402细胞αvβ3受体表达情况；用邻苯二马来酰亚胺(OPDM)将USPIO和CTGFP偶联；将USPIO-CTGFP、USPIO分别与Bel7402细胞孵育，同时设立多肽竞争组及对照组，行普鲁士蓝染色显示铁颗粒，体外磁共振成像(MR I)观察在T2*W I上T2弛豫时间变化。结果：Bel7402细胞αvβ3受体表达阳性；普鲁士蓝染色可见USPIO-CTGFP组铁颗粒分布在细胞膜，而USPIO组及竞争组细胞膜上和细胞内铁颗粒极少；体外MR I显示USPIO-CTGFP组T2弛豫时间低于USPIO组、竞争组及对照组(P
[4] 何微娜等以光稳定性良好、Stokes位移大且可近红外发射的谷胱甘肽包裹纳米金(GSH-AuNPs)为发光载体，以4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶氮氧自由基(4-NH2-TEMPO)作为顺磁标记基团，对构建发光-顺磁双模式传感分子探针进行了研究；以牛血清白蛋白(BSA)为表面修饰剂，通过调节荧光纳米金的表面状态,改善顺磁标记微环境，获得了基于顺磁基团识别诱导信号传导的荧光-顺磁双模式响应型分子探针。顺磁标记BSA修饰GSH-AuNPs形成弱荧光-强顺磁复合物(GSH-AuNPs@BSA-TEMPO)，复合物中顺磁基团TEMPO经抗坏血酸还原后呈现出荧光增强和顺磁信号减弱现象，表现出对抗坏血酸浓度相关的荧光Off-on与顺磁On-off刘艳，沙爱华，陈海峰等。大豆霜霉病菌rDNA ITS区的分子探针的设计与应用的双模式响应。
马元良等研究了心力衰竭microRNA(miR)促进心肌细胞肥大，对心脏具有不利影响。本研究目的为研究天然化学小分子探针能否使miR-X上游富G序列形成G-四联体(G-4)，并借此调节miR-X的表达水平。
刘艳等发现了大豆霜霉病菌是引起大豆病害的重要病原之一，采用真菌18～28S间的内转录间隔区(Internal transcribed spacer，ITS)通用引物ITS1和ITS4扩增大豆霜霉病菌和其他外群真菌的基因组DNA，扩增出约500 bp的片段；通过克隆测序大豆霜霉病菌的ITS全序列并与GenBank中霜霉菌属其他种的ITS序列比对，设计出大豆霜霉病菌的特异性引物PM1和PM2。
张志兰等制备了基于胰腺癌生存素(Survivin)基因靶的MR分子探针，研究其对人胰腺癌细胞株BxPC-3的转染以及MRI的可行性。材料与方法将Survivin反义寡核苷酸标志于壳聚糖修饰的氧化铁磁性纳米颗粒(CS@MNPs)表面。培养人胰腺癌细胞株BxPC-3，实验组细胞孵育MR靶向探针Sur-MNPs，对照组细胞孵育未经壳聚糖修饰的纳米颗粒MNPs和经壳聚糖修饰的CS@MNPs，均以25μg/ml与细胞共同孵育24h。采用琼脂糖凝胶电泳检测耦联效果，采用普鲁士蓝染色观察人胰腺癌细胞对不同纳米颗粒的摄取情况，采用MTT法测定纳米颗粒对细胞的毒性作用。
任静等应用纳米金磁微粒标记抗人前列腺干细胞抗原(PSCA)单抗7F5，构建PSCA特异性MR分子探针7F5@GoldMag，检测其理化性质和免疫活性。方法将金磁微粒作为MR对比剂标记7F5，应用非共价键偶联方法构建PSCA特异性MR分子探针7F5@GoldMag，计算偶联效率；采用激光共聚焦显微镜观察、流式细胞术、透射电镜观察等方法，检测探针与前列腺癌PC-3细胞结合的特异性。
任静等构建了的前列腺干细胞抗原(PSCA)特异性MR分子探针7F5@GoldMag用于体外前列腺癌细胞MR成像的可行性。方法利用3。0T磁共振扫描仪建立MR扫描序列，观察不同浓度的金磁微粒MR成像情况，探讨MR可分辨的最低浓度；培养人前列腺癌细胞系PC-3和人肝癌细胞系SMMC-7721(后者为对照组)，将这两种细胞分别与7F5@GoldMag、无关抗体@GoldMag交叉配对，37℃孵育1h；对各组细胞进行T2WI扫描并分别测量其信号强度，采用单因素方差分析比较各组之间信号强度的差异。
苏坤等[10][9][8][7][6][5]用4-氟苯酚经取代、酯水解、氯化、傅克酰基化和羟醛缩合得到了一系列新的[11]噢哢类衍生物分子探针，总收率为34%~36%，产品结构经IR和1HNMR确认。
Fabriset等用伸长的分子探针DDNP phenylethynylidene或phenyldiazenylidene间距 2
器。
liu等[12]发现了双光子荧光成像的RNA在核仁,胞浆在基于低分子量探针的活细胞。
[13]Zhang 等采用一种新型分子探针使用MicroPET APN-positive肿瘤成像。 用水作为一个潜在的分子探针在碳表面官能团。
发现了环氧树脂的有效性比较治疗加速器使用荧光分子探针。
使用连接器系统提高水溶性分子探针及其效率的靶蛋白的亲和标签Nguyen等Sawicz等[14][15]Tamura等Meng等 Gong等估。 [17][18][16]jasmonate葡萄糖苷。
通过chelation-enhanced荧光分子探针传感多核铝水解。 研究了分子探针进行对比度增强体内癌症成像。
发现了混合立体异构体的分子探针基于紧凑茉莉酸葡萄糖苷：合成和生物评[20]Ueda等[19]Fabriset等 用芳烃的分子探针传感铜离子。
3、总结
分子探针以分子杂交为基础的技术均用探针（probe）来检测具有互补序列的核酸序列。探针既可以是克隆的或PCR扩增的DNA分子，也可以是人工合成的寡聚核苷酸或经体外转录的RNA分子。探针必须是纯一的，不含有其他不同的核酸。为了保证通过碱基互补来检测目的基因，探针必须为单链分子。所以双链的DNA探针在应用前必须变为单链，一般采用加热的方法使双链DNA探针变性，原为单链的寡聚核苷酸和RNA探针的RNA分子无需变性处理即可使用。用放射性同位素标记探针，则杂交分子可通过放射自显影（autoradiography）技术进行观测。近代，人们发展了非放射性同位素标记系统，常用的探针标记系统是用甾类化合物地高辛配基（digoxigenin，DIG）标记探针。
4、参考文献
[1]王荣福，刘萌，张春丽等.人端粒酶催化亚单位(hTERT)反义分子探针细胞摄取动力学与生物学性质[J].北京大学学报(医学版)，2009，（04）：437-441.[2]李绪斌，杜湘珂，霍天龙等.乳腺癌特异性磁共振分子探针的制备及体外实验[J].北京大学学报(医学版)，2009，（02）：179-183.[3]王小东，吴国球，居胜红等.整合素αvβ3受体靶向的MR分子探针制备及体外成像[J].东南大学学报，2009，（6）：470-473.[4]何微娜，涂熹娟，郭祥群等.牛血清白蛋白修饰的近红外荧光纳米金顺磁标记分子探针[J].高等学校化学学报，2012，（11）：2411-2416 .[5]马元良， 谭伟， 张幼怡等.天然化学小分子探针对microRNA的调节作用与机制初探[J]中国病理生理杂志，2012，（11）：2092.[6]刘艳， 沙爱华， 陈海峰等.大豆霜霉病菌rDNA ITS区的分子探针的设计与应用[J]华北农学报，2012，（02）：230-233.[7]张志兰，包金荣，刘卫东等.胰腺癌特异性MR分子探针的构建及体外研究[J].中国医学影像学杂志，2013，（7）：481-484. 3
[8]任静，杨勇，王芳等.PSCA特异性MR分子探针的构建及其免疫活性检测[J].国际医学放射学杂志 ，2011，（01）：4-8.[9]任静， 杨勇， 王芳等.前列腺干细胞抗原特异性MR分子探针体外成像实验研究[J].磁共振成像，2010，（02）：138-141.[10]苏坤， 张继昌， 颜继忠等.噢哢类衍生物分子探针的合成[J].浙江化工，2009，（08）：1-3.[11] J.Fabris, L.Rejc, A.Adrović, et al.Elongation of the molecular probe DDNP with phenylethynylidene or phenyldiazenylidene spacers [J].Tetrahedron Letters, 2014, 55 (6): 1218-1221.[12] Y.liu, W.Zhang, Y.Sun, et al.Two-photon fluorescence imaging of RNA in nucleoli and cytoplasm in living cells based on low molecular weight probes, [J]Dyes and Pigments, 2014, 103 : 191-201.
[13] J.Zhang, N.Wan, Z.Wang, et al.68Ga-DOTA-NGR as a novel molecular probe for APN-positive tumor imaging using MicroPET [J].Nuclear Medicine and Biology, 2014, 41 (3): 268-275.
[14] V.Nguyen, T.Horikawa, D.Nicholson, et al.Water as a potential molecular probe for functional groups on carbon surfaces [J].Carbon, 2014, 67 : 72-78.
[15] K.Sawicz-Kryniger, R.Popielarz, et al.Comparison of the effectivene of epoxy cure accelerators using a fluorescent molecular probe [J].Polymer Testing, 2013, 32 (8): 1558-1564. [16] S.Tamura, S.Inomata, M.Ebine, et al.Triazoyl–phenyl linker system enhancing the aqueous solubility of a molecular probe and its efficiency in affinity labeling of a target protein for jasmonate glucoside [J].Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 2013, 23 (1): 188-193. [17] Q.Meng, H.Liu, C.Sen, et al.A novel molecular probe sensing polynuclear hydrolyzed aluminum by chelation-enhanced fluorescence [J].Talanta, 2012, 99 (15): 464-470.
[18] P.Gong, M.Zheng, P.Zhang, et al.PEI protected aptamer molecular probes for contrast-enhanced in vivo cancer imaging [J].Biomaterials, 2012, 33 (31): 7810-7817.
[19] M.Ueda, G.Yang, Y.Ishimaru, et al.Hybrid stereoisomers of a compact molecular probe based on a jasmonic acid glucoside: Syntheses and biological evaluations [J].Bioorganic & Medicinal Chemistry, 2012, 20 (19): 5832-5843.
[20] J.Fabris, L.Rejc, A.Adrović, et al.Calix[4]arene based molecular probe for sensing copper ions [J].Tetrahedron Letters, 2014, 55 (10): 1665-1850.
