生物条形码检测技术及其研究进展
基于DNA条形码的物种检测和鉴定技术研究
基于DNA条形码的物种检测和鉴定技术研究随着生物物种的不断扩大和多样性的增加，传统的鉴定方法已经不能满足实际的需求。
因此，基于DNA条形码的物种检测和鉴定技术逐渐成为生物学领域的一个热门话题。
DNA条形码技术是一种通过特定的DNA序列区分物种的方法。
这个DNA序列通常是在物种间高度保守的核酸序列，其广泛存在于各种生物中，包括动物、植物、菌类等。
因此，利用这些保守的序列，可以通过分子生物学技术进行快速且准确的物种鉴定。
DNA条形码技术的应用范围非常广泛，涉及到动物、植物、菌类等各种生物。
其中，针对昆虫群体的DNA条形码技术尤为重要。
这是因为昆虫具有数量庞大、分类复杂、鉴定困难等特点。
因此，通过DNA条形码技术对昆虫种类进行鉴定，不仅可以为分类学研究、生态学研究提供便利，也可以为农业、林业、卫生等领域的防治工作提供支撑。
DNA条形码技术的具体流程包括：样品采集、DNA提取、PCR扩增、测序、序列比对和物种鉴定。
其中，关键步骤是PCR扩增和测序。
为了保证样品提取和PCR扩增过程中DNA的质量和浓度，通常使用指定的DNA条形码引物（例如COI基因）。
测序方法可以采用Sanger测序和高通量测序，其中后者由于其高效和高通量的特点，已经被广泛应用于大规模的物种调查和分类学研究中。
在DNA条形码技术的应用中，需要对比物种的DNA条形码序列与数据库中的已知物种序列进行比对，以实现物种鉴定。
目前，国际上已经建立了多个DNA条形码数据库，例如BOLD数据库、GenBank数据库、Crawdad等，这些数据库都包含了大量的DNA条形码序列信息，并且不断更新和扩展。
通过与这些数据库进行比对，可以明确鉴定样品所属的物种。
尽管DNA条形码技术已经取得了一定的精度和可靠性，但是该技术也面临着一些局限性和挑战。
首先，该技术需要高质量的DNA样品，而野外采集的样品常常受到生境、保存等因素的影响，从而影响了DNA提取的质量和数量。
DNA条形码技术的原理与应用
DNA条形码技术的原理与应用DNA条形码技术是一种高度精确且多功能的技术，它被广泛用于生物研究、基因分析、病毒检测、疾病预防等多个领域。
本文将讨论DNA条形码技术的原理和应用，解释它如何改变我们对基因和细胞之间关系的理解。
DNA条形码技术原理DNA条形码技术的主要原理是将几种基因片段按照一定规则排列组合成特定的编码序列。
该编码序列可以标识从不同来源采集的DNA分子。
DNA条形码的构建过程通常如下：首先，DNA分子需要被采集并提取出来；然后，通过PCR扩增技术对DNA片段进行特定区域放大；最后，需要使用DNA定序方法测量DNA序列以将其与标准序列比较，从而得到DNA条形码。
DNA条形码技术应用DNA条形码技术不仅可以用于物种间的基因鉴定和进化研究，还可以用于检测和分析基因序列的变异。
以下是DNA条形码技术在不同领域的应用：1. 物种鉴定DNA条形码常应用于区分不同物种。
通过分析条形码，可以确定物种来源、种类、品系、亲缘关系等信息。
该技术广泛应用于物种保护和检测、食品安全监管等领域。
2. 人类基因研究DNA条形码技术在人类基因研究中也有应用。
例如，一项研究表明，使用DNA条形码可以区分出不同人类群体的基因差异和相似性。
此外，该技术还可以在癌症研究中检测疾病相关的基因变异。
在未来，DNA条形码技术或能为个性化医疗提供重要的基础数据。
3. 微生物检测DNA条形码技术还可以用于检测细菌、真菌、病毒等微生物的存在和分布。
通过分析微生物的DNA条形码，可以确定其物种或亚型，并识别生物体解调过程中的某些细节。
4. 生态系统研究DNA条形码技术可用于生态系统研究。
行为和生态学家现已运用DNA条形码来检测许多动物物种，即使是那些被认为是“微小不可见”的。
该技术也可以用于研究生物圈之间的交互，可以识别它们是否以及到什么程度污染了产地。
DNA条形码技术的未来DNA条形码技术将在未来的研究中发挥更大的作用。
它的应用范围可能会扩大到基因治疗、医学诊断、系统生物学等领域。
DNA条形码
DNA条形码技术研究进展摘要：DNA条形码（DNA barcoding）是近几年国际生物学研究的重点，即通过使用短标准核酸片段，对物种进行快速、准确的识别和鉴定。
该技术在动物研究中采用线粒体COI基因中650bp片段，在植物中条形码主要在叶绿体基因组上进行选择，此外还有核基因ITS等。
虽然DNA条形码研究还处于起步阶段，面临巨大的挑战，但是越来越多的研究表明DNA条形码可以广泛应用于生物的分类和鉴定，是一种简便、高效、准确的物种鉴定技术。
本文简略的概述了DNA条形码的主要研究方法，开发应用以及面对的困难和争议，并展望该技术在生命科学领域的发展前景。
关键词：DNA条形码，物种鉴定，分类引言科学准确的鉴别区分物种是进一步开展深入研究的和利用的前提和基础。
自瑞典植物学分类家Carolus Linnaeus建立双名法命名体系以来，虽然已经鉴定出大约一百七十万种生物，但是地球生物种类繁多，已鉴定分类的物种斤占生物总数约15%，人类仍然没有认识鉴定的物种占大多数，尤其是深海，原始丛林中的物种。
传统生物分类法主要依据形态学特征，比较解剖学等，在形态特征显著的脊椎动物，高等植物，昆虫等生物类群中应用效果较好，对形态差异较小的微小生物则差强人意，此外许多生物的形态容易受环境及生理时期影响，会导致分类产生误差。
自上世纪五十年代DNA双螺旋结构提出以来，人类对遗传物质的认识与日俱增，特别是PCR技术、测序技术和生物信息学技术的飞速发展，推动了利用DNA 蕴藏的信息对系统发育学的快速发展，并应用至生物分类学研究。
条形码技术是现代零售业发展的需求而产生的，在零售业的商品管理与销售中发挥了无法替代的关键作用。
生物分类学家从中得到启示，DNA分子一级结构上的线性核苷酸序列可以建立类似的生物条形码，应用于快速鉴别生物。
基于此，加拿大Guelph大学教授Hebert等（2003a）首次提出DNA条形码（DNA barcoding）概念：利用足够变异且容易扩增的相对相对较短的标准DNA片段，在种内的特异性和种间的多样性中建立的一种新的生物身份识别系统从而实现对物种进行快速、准确的识别和鉴定。
HIV检测技术的现状及进展
HIV检测技术的现状及进展HIV病毒引发艾滋病的一种严重传染病。
早发现HIV病毒是预防和控制艾滋病最有效的措施，随着生物检测技术的发展，HIV检测技术有了巨大的发展，且诊断的正确性和可靠性大大提高。
本文就来HIV检测的现状及进展综述如下。
1检测技术1.1HIV抗体检测酶联免疫吸附法（ELISA）ELISA是HIV抗体检测常用方法之一[1］。
ELISA试剂在经历到第4代，也就是我们现在所用的抗原抗体联合检测试剂，第4代检测试剂检测窗口期明显缩短。
ELISA法目前仍然是最常用的筛查试验。
明胶颗粒凝集试验（PA）PA是一种快速、简便的筛查试验，适合对少量标本的检测，但灵敏度和准确度不如ELISA法。
金标快速反应试验用于快速检测HIV抗体。
特点：出结果快，特异性好，快速简便，适用于应急检测以及边远地区检测。
免疫印迹试验被称为HIV抗体检测的“金标准”，它通过电泳把蛋白带分离开来，再把不同蛋白转移到醋酸纤维素膜上，每一条醋酸纤维素薄膜上均含有经电泳分离过的HIV病毒抗原[2]。
免疫层析/渗滤实验是近年迅速发展起来检测方法[3]。
特异性好，敏感度也较高，适宜于偏远地区临床用血检测。
免疫荧光试验（IFA）此法操作简便，敏感性及特异性较ELISA法高，但对某些血清非特异性荧光难以去除，仪器价格昂贵，结果判断主观性强。
无创性HIV抗体检测[4] 适用于人体体液检测HIV。
这些体液的收集避免静脉穿刺，优点是标本来源是无创的，易被接受，尤其是采血困难的人群，缺点是不适合大量样品的同时检测。
1.2非HIV抗体检测核酸检测包括PCR和RT-PCR，可分为定性检测和定量检测两大类。
①定性检测 HIV核酸定性检测常用PCR，检测前病毒DNA序列，RT-PCR检测血浆中HIV的RNA。
是HIV感染早期检测手段之一。
②定量检测HIV核酸检测即病毒载量测定，一般以拷贝数来表示。
病毒载量测定主要用于评估HIV感染的进程、监测抗病毒治疗效果以及HIV感染早期的辅助诊断[5]。
生物多样性保护中的DNA条形码技术研究
生物多样性保护中的DNA条形码技术研究生物多样性是指地球上各种生物的丰富多样性，包括不同物种、群体、遗传和物种间的生态关系。
生物多样性是人类生存与发展的重要基础，但由于人类的行为改变了自然环境，导致了大量物种消失和生物多样性丧失。
因此，保护和维护生物多样性已成为当今人类所面临的重大挑战之一。
而生物多样性保护中的DNA条形码技术研究正是为了有效地鉴定和保护物种而发展起来的。
一、DNA条形码技术的背景DNA 条形码技术这个概念是2003年提出来的，最初被用于鉴定鱼类和鸟类物种，后来也扩展应用到植物学、昆虫学、爬虫类、哺乳类等生物领域。
DNA 条形码技术就是通过分析物种内部不同的 DNA 片段序列，来区分和鉴定不同物种，同时避免了传统分类法的局限性。
因为 DNA 是生物种群或物种内部的遗传信息携带者，不同物种的 DNA 序列差异性非常大，常常能分辨出同一属或同一科的不同物种，并能用于判断不同个体间同属或同种的程度，追踪栖息地的变化和多地区物种的比较研究，因为这些DNA 片段只依赖物种背景的差异，不会受到环境影响，可识别性和检测性非常高。
二、DNA条形码技术的应用DNA 条形码技术为生物多样性保护带来了革新性突破。
传统分类学需要依赖形态学鉴定，耗费大量人力物力和时间，而且偶尔会遇到难以鉴定的模糊种，甚至不同种类超过了五分之一的昆虫无法精确定位，还有类似当年“パンダ”这个物种的命名，带有强烈的感情色彩，不太符合客观科学精神的问题。
因此，DNA 条形码技术在生物多样性保护中的应用前景非常广阔，如：1. 物种鉴定DNA 条形码技术以物种标准化DNA 片段为样品库，并以DNA序列作为基准，可以通过样品库检索物种进行鉴定，不仅可以检测到一个个体的物种，还可以检测一个样本中的所有物种，它可以解决传统分类学法的烦琐复杂性和准确性问题，更重要的是，DNA 条形码技术对于不同的物种，如鱼、昆虫、动物和植物都有应用，在多样性的保护研究中有着广泛的应用。
DNA条形码技术在生物物种鉴定中的应用
DNA条形码技术在生物物种鉴定中的应用生命体的遗传物质DNA（脱氧核糖核酸）是确定物种、种群和个体身份的最重要特征之一。
DNA条形码技术是在基因组学研究领域中出现的一种新的技术，通过对物种的特定区域进行DNA测序来鉴定生物的物种信息。
DNA条形码技术可以在不同生物物种之间进行差异的比较，以快速、准确和可靠的方式进行物种鉴定。
DNA条形码技术在生物物种鉴定中的应用越来越广泛，被广泛应用于生态学、环境科学、保护生物学、药物研发以及食品安全等领域。
DNA条形码技术的基本原理是将物种的特定区域序列进行测序，并对这些序列进行独特性评估。
这些物种特定区域序列在不同物种之间存在差异，可以帮助鉴别不同的生物物种。
在DNA条形码技术中，生物学家通常选择某些基因（如线粒体COI 基因）作为条形码区域。
这些区域通常容易在不同物种之间产生差异，从而在不同生物物种中进行种群和个体身份鉴定以及物种识别工作。
DNA条形码技术主要的应用领域为生物物种鉴定。
通过对物种的分类和鉴定保护物种，减少非法野生动物交易、预防植物病害以及维护生态环境，都可使用该技术区别。
在保护生物多样性方面，DNA条形码技术对于进口非法野生动物交易的打击也发挥着很大作用。
此外，它还可用于识别食物中存在的某些物种，以增加食品安全监管的可靠性。
DNA条形码技术还可以用于药物研发领域，例如制造合成生物物质，以及对药物有效性和安全性进行检测。
DNA条形码技术是物种鉴定和保护生物多样性的有效方法。
它是快速鉴别生物物种的一种可靠、准确、高通量和低成本的方法。
DNA条形码技术在生物物种鉴定中的优点是非常多的。
基于DNA条形码技术的物种鉴定方法可以在极短的时间内进行大规模物种鉴定，从而节省时间和成本。
因此，对于生态学、进化生物学和生物多样性研究等领域的研究人员来说，这是一个高效的鉴定方法。
然而，DNA条形码技术也存在不少的局限性。
DNA条形码技术只能提供物种的分类和鉴定，而无法阐明其生命历程和生态环境等方面的信息，因此有时难以识别其他形似的生物或进行物种内部的亚群体分辨。
利用生物条形码技术对蓖麻毒素进行微量检测
利用生物条形码技术对蓖麻毒素进行微量检测冯玉奎;张立营;孙宇;孙英姿【摘要】目的建立蓖麻毒素的高灵敏检测方法.方法利用蓖麻毒素的多抗及特异DNA链标记的金纳米颗粒探针(NP)和蓖麻毒素单抗标记的磁性微球探针(MMP),形成MMP-蓖麻毒素-NP三明治复合物后再利用去杂交将NP探针上标记的DNA 链释放出来,通过PCR方法或芯片检测方法鉴定这些释放的DNA链确定蓖麻毒素的存在.结果建立了蓖麻毒素的生物条形码检测体系,检测灵敏度可达1 fg/ml.和临床上常规的检测方法相比,其检测灵敏度可达常规ELISA的106倍.结论生物条形码技术可作为蓖麻毒素一种高灵敏度的检测方法.【期刊名称】《实用医药杂志》【年(卷),期】2010(027)010【总页数】4页(P928-931)【关键词】蓖麻毒素;生物条形码检测【作者】冯玉奎;张立营;孙宇;孙英姿【作者单位】266071,山东青岛,济南军区青岛第二疗养院检验科;266071,山东青岛,济南军区青岛第二疗养院检验科;100050,北京,305医院检验科;266071,山东青岛,济南军区青岛第二疗养院检验科【正文语种】中文【中图分类】R977.6;R979.5蓖麻毒素（ricin toxin，RT）是一种从蓖麻种子中提取的植物糖蛋白，蓖麻毒素具有很强的毒性作用，对成人的平均致死量为1.5 μg。
蓖麻种植广泛，蓖麻籽中蓖麻毒素含量高且易于提取，国外已有报道恐怖分子用蓖麻毒素作为恐怖袭击的手段。
因此，无论是从国际生物武器核查角度，还是从防护目的，开展对蓖麻毒素的检测研究都具有十分重要的现实意义[1-3]。
美国西北大学Mirkin领导的课题组于2003年首次报道了生物条形码检测技术（bio-bar codes assay，BCA）[4]。
生物条形码检测技术的优点有：①检测灵敏度高，比常规的ELISA方法高出六个数量级（100万倍）；②操作程序简单；③针对不同的目标蛋白设计不同长度和序列的条形码DNA，可分析复杂样本中的多个目标蛋白；④具有较高的特异性，只要使用高特异的抗目标检物的单克隆抗体就能保证检测系统的高特异性；⑤检测范围广，只要被检物具有单抗和多抗，就可对其进行检测，这使得它在检测一些不适宜用PCR技术检测的微量物质方面具有很大的优势[5-10]。
DNA条形码技术在生物研究中的应用
DNA条形码技术在生物研究中的应用随着生物学科技的不断进步，DNA条形码技术成为了生物学研究中的一个重要工具。
它可以识别多个物种、确定亲缘关系、监测物种变化和演化等，为生物学家们提供了更为准确和高效的方法，促进了生物学研究的发展。
什么是DNA条形码技术？DNA条形码可以理解为一段短序列，它可以在不同种类的生物间共享。
这段序列可以通过DNA条形码技术提取，并由计算机处理和比较。
每一种生物都有独有的DNA条形码，就像人类有独特的指纹一样。
DNA条形码技术可以通过这些独特的DNA序列来识别不同的生物物种，确定它们之间的亲缘关系，监测物种的变化和演化等。
DNA条形码技术的应用1. 物种检测和鉴定DNA条形码技术可以用于物种检测和鉴定。
它可以通过简单的DNA测序技术检测到低至1%的物种混杂情况，比传统的形态学鉴定方法更为准确和可靠。
这种方法可以用于检测食品，动物产品和环境等，尤其在快速识别贸易和野生动物走私方面具有很高的应用价值。
2. 亲缘关系分析DNA条形码技术可以用于确定不同物种和样本之间的亲缘关系。
这项技术可以识别出亲缘关系，包括哺乳动物、水生生物和微生物等。
它的应用可以拓宽我们对不同生物之间的演化关系的认识，促进生物多样性的研究和理解。
3. 环境监测和生态学研究DNA条形码技术可以应用于环境监测和生态学研究。
通过检测环境中的DNA，可以确定环境中的生物群落，如浅海沉积物，土壤和河流等。
DNA条形码技术能够通过物种鉴别和定量，监测环境中物种多样性和数量变化。
这是对人类环境和生态系统研究的一次重大突破，有助于在生物学上模拟和理解不同生态系统的结构和动态。
4. 进化生物学研究DNA条形码技术可以用于进化生物学研究。
它可以确定物种的进化路径和演化历史，帮助我们了解物种之间的关系和生态系统的演化历史。
应用了DNA条形码技术，能够更好地了解不同生物物种的演化关系，为我们提供更加准确的、科学的、与时俱进的生物学知识。
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４生物条形码检测技术与核酸检测
在核酸检测方面，生物条形码检测技术因其近 于ＰＣＲ的检测灵敏度和多种条形码ＤＮＡ检测方法 的优点，可适用于不同情况下流行性传染病的快速 检测和联合检测。
除上述生物芯片法外，比色法和荧光标记法也 常被用于条形码ＤＮＡ检测。在比色法检测体系中， 靶序列与标记有互补序列的金纳米颗粒杂交后形 成金纳米颗粒／寡核苷酸网状聚集物。由于金纳米 颗粒溶液的颜色对聚集程度非常敏感，所以实验人 员可以通过红色到蓝色的颜色变化程度来判定实
万方数据
刘松婷等：生物条形码检测技术及其研究进展
【摘要】 生物条形码检测技术是利用磁场作用收集“金纳米颗粒一被检物一磁性微球”复合物，再释放其中的条形码
链，然后可选用多种方法对条形码链进行下一步检测。生物条形码检测技术在蛋白质及核酸的检测方面显示出极高
的灵敏庹，在不依赖酶反应的情况下，检测蛋白质可以达到１０－１８ ｔｏｏｌ水平，同时在核酸检测方面也能达到ＰＣＲ反应
圈２。兰明治”结构（依据Ｎａｍ原理图嘲）
２生物条形码检测方法
生物条形码检测技术的高敏感性主要来自２ 个方面：①数百条形码ＤＮＡ从每一个金纳米颗粒 上释放下来，从而使针对每个捕获目标的检测灵敏 度增加了２～３个数量级；②每个条形码ＤＮＡ均可 使用核酸检测方法完成另一个信号放大，例如生物 芯片法１１－２．５－７１、比色法‘渊、荧光标记法ｌｌＯ－ｌｌ】或常规的 ＰＣＲ方法。在众多的条形码ＤＮＡ检测方法中，生物 芯片法的使用占有很大的比例。
在传统的检测体系中，采用双链ＤＮＡ作为生 物条形码，双链ＤＮＡ中的一条链和金颗粒通过Ａｕ－ Ｓ链相连，另一条链则用于指示被检物。另外，还专 门有一条与目标序列部分互补的ＤＮＡ序列，这段 序列与上述条形码ＤＮＡ同时标记于金纳米颗粒表 面。在“三明治”结构形成后，采用高温低盐的方法 进行去杂交。此方法的缺点在于杂交效果不佳，在 一定程度上影响了实验结果。
在原有的“三明治”结构模式上，研究人员尝试 着对检测体系进行调整。２００７年，Ｎａｍ等用Ｓｉ０２微 球代替金纳米颗粒用于修饰条形码ＤＮＡ和抗体［９１， 然后用比色法检测白细胞介素２（ＩＬ一２），检出限达 ３ｘｌＯ。１７ ｍｏｌ／Ｌ，是传统ＥＬＩＳＡ方法的１０００倍以上。 ２００９年，Ｚｈａｎｇ等在生物条形码检测技术基础上，用 电化学适配子生物传感器检测凝血酶，检出限达到 ６．２ｘｌＯ一１５ ｍｏｌ／ＵⅧ。
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生物条形码检测技术及其研究进展
５９７
综
述
刘松婷１．２，尹惠琼１，贾茗娴１，章金刚１·２ １．军事医学科学院野战输血研究所，北京１００８５０；２．扬州大学生物科学与技术学院，江苏扬州２２５００９
２００４年，Ｎａｍ等对乙肝病毒（ＨＢＶ）及炭疽杆菌 ＤＮＡ检测的最低限度达到５ｘｌＯ。９ ｍｏｌ／Ｌ，已接近 ＰＣＲ的检测灵敏度【２】。２００６年，Ｓｔｏｅｖａ等用荧光标记 法对ＨＢＶ、埃博拉病毒（ＥＶ）、天花病毒（ＶＶ）、人类 免疫缺陷病毒（ＨＩＶ）进行芯片法联合检测，对每种 病毒的检出限均能达到１０—５ ｍｏｌ／Ｌ［６１。２００８年，Ｈｅ 等用高盐浓度（常规浓度的５倍）制备纳米金颗粒， 大大提高了对互补链的结合特异性，然后用荧光标 记法对ＨＢＶ表面抗原基因、ＥＶ、ＶＶ、ＨＩＶ进行检 测，最低检出限达５ｘｌＯ。１２ ｍｏｌ／Ｌ，且检测时间缩短 至４０ ｍｉｎｔ’６１。２００９年，Ｚｈａｎｇ等用荧光标记法检测沙 门肠炎，检出限可低至２．１５ｘ１０—６ ｍｏｌ（１ ｎｇ／ｍＬ）１１０ｌ。
５９９
验结果。而荧光标记法的原理是在条形码ＤＮＡ上 标记荧光染料，通过使用荧光扫描仪采集荧光信号 达到最终的检测目的。在实际应用中，生物条形码 检测技术可以结合不同检测方法来满足多种检测 需求，但在追求高的检测灵敏度和特异性的同时， 还须兼顾检测方法的简便、快速及可重复性。
豳３金标银染法生物芯片扫描检测示意图 （依据Ｋｅａｔｉｎｇ原理图㈣）
３生物条形码检测技术与蛋白检测
由于现有的常用蛋白检测技术灵敏度有限，无 法实现对各种疾病的指示蛋白质进行超微量检测。 生物条形码检测技术利用其高灵敏度的特点填补 了这一空白，可作为疾病早期诊断的强有力的检测 工具。
２００３年，Ｍｉｒｋｉｎ等利用ＢＣＡ对前列腺特异抗 原（ＰＳＡ）进行了检测，检测下限可达３ｘｌＯ。１８ ｍｏｌ，比 传统ＥＵＳＡ法检出限低６个数量级［１ｌ。２００５年， Ｇｅｏｒｇａｎｏｐｏｕｌｏｕ等利用ＢＣＡ对脑脊液（ＣＳＦ）中的阿 尔茨海默症特异抗原（ＡＤＤＬ）分子进行检测，同样 也得到了满意的实验结果［５１。２００７年，本实验室利用 ＢＣＡ对蓝舌病病毒（ＢＴＶ）的群特异性ＶＰ７抗原进 行检测，其检测灵敏度可达１０ ｆｇ／ｍＬ，是常规 ＥＬＩＳＡ方法（１ ｎｇ／ｍＬ）的ｌ旷倍ｆｌ习。
生物芯片检测体系有２个重要组成部分：①表 面固定捕获探针（与条形码ＤＮＡ部分互补的寡核 苷酸序列）的芯片；②标记有与条形码ＤＮＡ另一端 部分互补的寡核苷酸序列的金纳米颗粒。待检的条 形码ＤＮＡ通过杂交反应，将上述２种序列连接起 来，形成“三明治”结构，反复洗涤后加入银染试剂， 可出现一个清晰的黑色银染信号，再通过平板扫描 仪获得实验结果，然后进行结果分析。在生物芯片 检测过程中，条形码ＤＮＡ高度集中于芯片表面，大 大增强了后期与纳米金颗粒结合的几率。在此基础 上，体系还采用金标银染法，利用纳米金可催化银 离子还原为银这一原理，使金颗粒体积显著增大， 从而增强其可见性，进一步放大检测信号（图３）。
［Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｂｉｏ－ｂａｒ ｃｏｄｅ ａｓｓａｙ（ＢＣＡ）ｍａｋｅｓ ｕ∞ｏｆ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ ｔｏ ｃｏｌｌｅｃｔ ｔｈｅ ｓａｎｄｗｉｃｈ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ（ｎａｎｏｐａｒｔｉ— ｄｅｓ／ｔａｒｇｅｔ／ｍａｇｎｅｔｉｃ ｍｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ），ａｎｄ ｔｈｅｎ ｌ肥ｌｅａｓｅ ｔｈｅ ｂａｒ－ｃｏｄｅ ｓｔｒａｎｄｓ，ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｂｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｗｉｔｈ ｓｅｖｅｒａｌ ｍｅｔｈｏｄｓ．ＢＣＡ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｒｏｔｅｉｎ ａｎｄ ｎｕｃｌｅｉｃ ａｃｉｄ ｔａｒｇｅｔｓ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｓｈｏｗｎ ｔｏ ｂｅ ｅｘｔｒａｏｒｄｉｎａｒｉｌｙ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ， ｏｆｆｅｒｅｄ ａ ｐｒｏｍｉｓｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｎｏｎ—ｅｎｚｙｍｅ－ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｌｏｗ ａｔｌｏｍｏｌａｒ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｆｏｒ ｐｒｏｔｅｉｎ ｔａｒｇｅｔｓ ａｎｄ ＰＣＲ—ｃｏｍｐｅｔｉｖｉｔｙ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｆｏｒ ｎｕｃｌｅｉｃ ａｃｉｄ ｔａｒｇｅｔｓ．Ｉｔ ｉｓ ａ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ｔｏｗａｒｄ ａ ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ ｔｏｏｌ，ａｎｄ ｍａｙ ｈａｖｅ ｓｉｇ－ ｎｉｆｉｃａｎｔ ｕｔｉｌｉｔｙ ｉｎ ｃｌｉｎｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ． 【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ】ｂｉｏ－ｂａｒ ｃｏｄｅ ａｓｓａｙ；ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ；ｐｒｏｔｅｉｎ；ｎｕｃｌｅｉｃ ａｃｉｄ
针对上述缺点，Ｔｈａｘｔｏｎ等于２００５年对生物条 形码进行了改进。他们采用巯基修饰的单链ＤＮＡ 代替双链ＤＮＡ，同样取得了满意的实验效果，芯片 法检出限达到７ｘ１０４３ ｍｏＬ／Ｌ，荧光标记法则可达到 ７ ｐｍｏＬ／Ｕ４ｊ。与以前标记于金颗粒上的３条修饰链 不同，这段单链ＤＮＡ既作为捕获探针，又作为条形 码ＤＮＡ。它由２部分组成，一部分序列与目标序列 互补，另一部分则作为生物条形码。同时，二硫苏糖 醇（ＤＴｒ）可使Ａｕ－Ｓ共价结合在纳米金颗粒上的 ＤＮＡ脱落，以便进行后续检测，从而大大简化了实 验步骤，增强了其定量能力。
在过去的几年里，纳米金技术展现出在临床诊 断领域中的巨大潜力。与传统方法相比，金纳米颗 粒在生物分子的诊断领域具有很大的优势。除了光 学和识别特性之外，它还拥有体积小（直径１～１００ ｎｍ）、比表面积大以及优异的结合特性等优点，这为 在其表面标记探针及银染增强提供了有利条件。因 此，金纳米颗粒被作为信号放大工具应用于诊断领 域，并且在很大程度上满足了临床诊断的高敏感性 和低费用的要求。
万方数据
１ 生物条形码检测技术的原理
蛋白检测体系包括２组微粒，一组是目标蛋白 单抗标记的磁性微球（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｍｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ， ＭＭＰ），另一组是目标蛋白的多抗和条形码ＤＮＡ链 标记的金纳米颗粒（ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ，ＮＰ）。目标蛋白同 时和２组微粒通过抗原一抗体反应形成“ＭＭＰ一目标 蛋白一ＮＰ”的三明治结构复合物，能够在磁场的作用 下从溶液中分离出来，再利用去杂交将ＮＰ上标记 的条形码ＤＮＡ链释放出来，这些释放的ＤＮＡ链通 过下游检测方法进一步检测目标蛋白（图１）圈。
生物条形码检测技术不仅可用于蛋白的检测， 也可用于核酸领域，其检测原理与蛋白检测原理基 本相同：将与目标序列部分互补的ＤＮＡ片段１、条 形码ＤＮＡ共同修饰在金纳米颗粒上；将与目标序
［收稿日期】２０ｌＯ也一３０
［基金项目］国家科技支撑计划（２００８ＢＡｌ５４８０６） ［作者简介】刘松婷（１９８５一），女。硕士研究生 ［通信作者］章金刚，（Ｅ—ｍａｉｌ）ｚｈａｎｇｉｇ＠ｎｉｅ．ｂｍｉ．ａｃ．ｃｎ
的灵敏庹。该技术是一种新型的诊断技术，在临床诊断方面有着广泛的应用前景。
【关键词】 生物条形码检测技术；灵敏度；蛋白质；核酸
［中图分类号】Ｑ７８９
【文献标识码】Ａ
【文章编号】１００９—０００２（２０１０）０４－０５９７－０４
Ｂｉｏ－Ｂａｒ Ｃｏｄｅ Ａｓｓａｙ ａｎｄ ｉｔｓ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ