探针的标记物放射性同位素
核酸分子杂交名词解释
核酸分子杂交名词解释核酸分子杂交是一种重要的分子生物学技术，用于研究核酸的结构、功能和相互作用，并在基因克隆、基因表达调控等领域具有广泛的应用。
以下是与核酸分子杂交相关的重要名词的解释：1. 核酸分子杂交（Nucleic Acid Hybridization）：指将两个不同的核酸分子（DNA或RNA）通过互补的碱基配对形成双链结构的过程。
核酸分子杂交可用于分析DNA或RNA的序列、测定基因表达水平以及检测特定的核酸序列。
2. 探针（Probe）：一条含有特定序列的标记化核酸分子，用于与目标序列进行杂交。
探针通常由放射性核素、荧光染料或酶等标记物标记，以便于在实验中检测其位置和数量。
3. 靶标（Target）：指待被杂交的目标核酸分子，它可以是DNA或RNA，含有待检测或待分析的特定序列。
靶标可以来自于生物样品，如组织、细胞或血清等。
4. 互补序列（Complementary Sequence）：两条核酸分子间相互配对的碱基序列。
在DNA分子中，腺嘌呤（A）与鸟嘌呤（G）通过双氢键相互配对，胸腺嘧啶（T）与胞嘧啶（C）相互配对；在RNA分子中，腺嘌呤（A）与尿嘧啶（U）相互配对，胸腺嘧啶（T）与胞嘧啶（C）相互配对。
5. 杂交化（Hybridization）：指探针与靶标间通过互补序列形成双链结构的过程。
杂交化通常需要一定的时间和温度条件，以保证探针和靶标的互补碱基序列能够正确配对。
6. 杂交化条件（Hybridization Conditions）：影响探针和靶标杂交的因素，包括温度、盐浓度、引物浓度、溶液pH值等。
不同的杂交化条件可选择性地控制互补序列的结合和分离，从而改变杂交的特异性和灵敏度。
7. 杂交化信号（Hybridization Signal）：当探针与靶标杂交时，由于探针上的标记物，如放射性同位素或荧光染料的发光、发射或放射活性，而产生的信号。
通过检测杂交化信号的强度和位置，可以确定探针与靶标的结合情况，以及目标序列的存在与数量。
探针标记
核酸探针已被广泛用于筛选重组克隆、基因多样性的种性检测和真菌种群内及种群之间的系统发育关系评价。
最早使用的放射性同位素标记核酸探针具有敏感性高、特异性好、分辨力强的特点，但放射性同位素标记也存在着一系列令人困扰的问题,如成本高、探针半衰期短、放射性物质危害人体健康等。
而且在进行放射性同位素标记实验时,需要有专门的实验室及相应的实验保护设施，还需要由经过培训的专业人员来操作,因而限制了在普通实验室进行分子生物学实验。
近几年发展起来的非放射性核酸探针大多通过酶促、光化学和化学手段掺入一种报道基团,这种报道基团可通过高灵敏度的冷光、荧光或金属沉淀等检测系统检测。
另外,应用pH电极或感应器技术的电化学检测系统也有报道。
在这些检测系统中,灵敏度最高的是生物素- 亲合素检测系统和半抗原-抗半抗原地高辛检测系统。
由于生物样品中常含有内源性生物素及生物结合蛋白，生物素标记的核酸探针会发生一些非特异性结合，从而影响实验效果。
与生物素-亲合素系统同样具有高灵敏度，却减少了非特异性结合的地高辛检测系统，已为人们所接受,并得到广泛的应用。
地高辛(Digoxigenin ,DIG) 又称异羟基洋地黄毒甙元，是一种类固醇半抗原分子。
第四节非放射性标记的核酸探针放射性标记核酸探针在使用中的限制，促使非放射性标记核酸探针的研制迅速发展，在许多方面已代替放射性标记，推动分子杂交技术的广泛应用。
目前已形成两大类非放射标记核酸技术，即酶促反应标记法和化学修饰标记法。
酶促反应标记探针是用缺口平移法，随机引物法或末端加尾法等把修饰的核苷酸如生物素-11-dUTP掺入到探针DNA中，制成标记探针，敏感度高于化学修饰法，但操作程序复杂，产量低，成本高。
化学修饰法是将不同标记物用化学方法连接到DNA分子上，方法简单，成本低，适用于大量制备（>50μg）如光敏生物素标记核酸方法，不需昂贵的酶，只在光照10～20min，生物素就结合在DNA 或RNA分子上。
化学生物学中的分子探针设计与应用
化学生物学中的分子探针设计与应用化学生物学是化学与生物学交叉学科的一个领域，它主要关注生物信息传播、分子识别、生物作用机转等生化过程的规律与机制。
而分子探针的设计与应用在化学生物学领域中起着至关重要的作用。
一、分子探针的基本概念分子探针是一种特殊的生物分子，能通过识别特定分子或生物活性部位来研究生命现象，得到与之相关的信息。
根据不同的识别方式，分子探针可分为荧光探针、放射性探针、酶标识探针、亲和力柔性探针以及核酸探针等。
荧光探针是指分子中含有荧光染料，用于特定情况下摄取光而发出荧光信号的探针。
由于荧光探针与荧光成像技术相结合，不仅可以对细胞分子进行定位和标记，而且还可以对研究活体（或生物组织）中的分子成分和结构变化提供强大的工具。
放射性探针是一种分子标记物，通过将原子核与放射性标记相结合，使得分子在放射性同位素辐射下产生发光和发热。
这种探针可以用于放射性药物的制备、核医学永定，以及生物物理学、生物化学实验室的研究等。
酶标识探针是带有酶标记的分子，通过与特定的抗体或其他生物分子结合，可以用于生物分子的定量分析。
亲和力柔性探针是利用某种生物大分子或医药蛋白与亲和物质之间的生物学相互作用（比如生物大分子共alexin、酵素与底物之间的反应），进而探究其性质、功能及分子机制。
核酸探针是能够与DNA和RNA分子结合的特定DNA 或RNA 序列，一般用于检测DNA和RNA序列的验证和检测，也可用于研究感染病原体的诱导、基因表达及转录调控机制等。
二、分子探针设计方法与策略针对不同的探针功能要求，分子探针设计时，需要考虑很多物理、化学和生物学因素。
针对分子探针的设计方法与策略，其核心在于选择合适的分子结构、挑选标记物、实现功能分析以及提高选择性和检测灵敏度。
1.所有可用的化学分子作为探针的备选物质。
例如：激钙素（Fluo-3等）、翻译融合部位（TFP 标志基因等）、萤光酰胺（FITC等）、放射性同位素（125I，3H等）、荧光固定基（螺环锁体结构（aromatase）、废弃物与石引物质等。
核酸探针技术的原理和应用
核酸探针技术的原理和应用引言核酸探针技术是一种重要的分子生物学工具，通过利用特异性的核酸序列与待测样品中的目标序列进行特异性配对，从而实现对目标序列的检测和定量分析。
本文将介绍核酸探针技术的原理以及其在生物学研究、医学诊断和药物开发等领域的应用。
一、核酸探针技术的原理核酸探针技术利用两条互补的核酸分子之间的碱基配对原理，通过标记的核酸序列与待测样品中的特定目标序列进行靶向配对。
该技术的原理主要包括以下几个方面：1.互补配对：核酸分子由四种碱基（腺嘌呤，胸腺嘧啶，鸟嘌呤和胞嘧啶）组成，它们之间可以通过碱基配对形成双链结构。
腺嘌呤与胸腺嘧啶之间形成两个氢键，鸟嘌呤与胞嘧啶之间形成三个氢键。
根据这种碱基配对原理，核酸探针可以与目标序列中的特定碱基序列进行互补配对。
2.标记物：核酸探针常常需要进行标记以便于检测。
常用的标记物包括荧光染料、放射性同位素、酶和磁珠等。
标记物的选择取决于具体的实验需求和检测方法。
3.检测方法：核酸探针技术可以通过不同的检测方法进行信号的读取和分析。
常见的检测方法包括荧光检测、放射性测量、酶促反应和磁性检测等。
这些方法可以实现对标记物信号的定量分析和可视化显示。
二、核酸探针技术的应用核酸探针技术具有高灵敏度、高特异性和高选择性的优势，被广泛应用于各个领域。
以下是核酸探针技术在生物学研究、医学诊断和药物开发等领域的应用：1.基因表达分析：核酸探针技术可用于研究基因的表达模式、调控机制和功能。
通过对目标基因的探针设计和合成，可以检测该基因在不同组织、细胞或条件下的表达水平。
2.病毒检测：核酸探针技术在病毒检测中具有重要意义。
例如，针对新型冠状病毒（COVID-19）的核酸探针被广泛应用于病毒的快速检测和筛查。
3.癌症诊断：核酸探针技术可用于癌症诊断和预后评估。
通过检测肿瘤标志物的核酸序列，可以快速、准确地判断患者是否患有癌症，以及癌症的类型和分级。
4.药物研发：核酸探针技术在新药研发中发挥重要作用。
核酸探针的名词解释
核酸探针的名词解释核酸探针是一种生物技术工具，用于检测和定量分析某个特定的核酸序列。
核酸探针广泛应用于生命科学研究、临床诊断、药物研发等领域，发挥着重要的作用。
本文将对核酸探针进行全面的解释和概述。
首先，核酸探针是由特定的DNA或RNA序列构成的分子探针，可以与目标核酸序列发生亲和作用。
这种亲和作用是通过碱基之间的氢键和静电相互作用来实现的。
当核酸探针与目标序列结合时，可以通过不同的手段进行检测，如荧光、放射性同位素、酶等。
因此，核酸探针可以用于检测及定量分析目标核酸的存在和数量。
核酸探针通常分为两类：探针和探针靶标。
探针是指通过标记物标记的核酸序列，用于寻找、结合和识别特定的目标序列。
标记物可以是荧光染料、放射性同位素、酶等，通过这些标记物的特性，可以将目标序列的存在转化为可见的荧光信号或颜色变化等。
探针的设计需要根据目标序列的特点和要求进行选择，以确保能够高效地与目标序列结合。
而探针靶标是指与探针结合的目标核酸序列。
探针靶标可以是基因、RNA、病毒等，通过与探针的结合，可以准确地检测和定量目标核酸的存在和数量。
探针靶标的选择是基于研究的目的和所需的结果，不同的探针靶标可以提供不同的信息和数据。
核酸探针的优点是具有高度的特异性和灵敏性。
由于核酸探针是专门设计的，可以针对目标序列的独特特点进行选择和设计，使其具有非常高的特异性。
此外，核酸探针的灵敏性也很高，可以检测到非常低浓度的目标分子。
因此，核酸探针常被用于疾病的早期诊断、药物研发、基因工程和环境监测等领域。
然而，核酸探针也存在一些限制和挑战。
首先，核酸探针对目标序列的特异性要求非常高，如果目标序列发生了变异或突变，可能会导致探针无法与其结合，从而导致检测结果的错误。
此外，核酸探针的设计和合成成本相对较高，需要专业的实验室和设备支持。
因此，在使用核酸探针进行研究和应用时，需要充分考虑这些限制和挑战。
目前，核酸探针已经广泛应用于各个领域。
在生命科学研究中，核酸探针常用于基因表达分析、突变检测、病毒感染研究等。
分子生物学诊断技术的应用(一)
分子生物学诊断技术的应用(一)作者：杨峻来源：《湖北畜牧兽医》2010年第09期中图分类号:S854.4+3文献标识码:B文章编号:1007-273X(2010)09-0004-06编者按:随着分子生物学技术的飞速发展,尤其是分子遗传学的进步,大大提高了动物病原的诊断水平。
动物病原的实验室诊断技术已从常规的病原分离鉴定以及抗原和抗体的免疫学检测,进入到可对病原基因序列和结构直接进行测定的分子生物学水平,同时也促进了疫病快速诊断技术发展。
近几年随着国家对市县级动物疫病防控设备投资逐年加大,疫病防控诊断平台建设不断加强,兽医技术人员希望普及动物分子生物学诊断技术。
本刊特邀湖北省农业科学院畜牧兽医研究所杨峻研究员对分子生物学诊断技术在兽医学科领域的应用进行概述,为大家在实际应用时提供参考。
主要内容包括核酸探针技术、单克隆抗体技术、核酸扩增、核酸电泳、免疫印迹技术、图谱分析、核酸序列分析、DNA芯片技术等。
1核酸探针技术1.1核酸探针技术的原理化学及生物学意义上的探针(Probe),是指与特定的靶分子发生特异性相互作用,并可被特殊的方法探知的分子。
抗体—抗原、生物素—抗生物素蛋白、生长因子—受体的相互作用都可以看做是探针与靶分子的相互作用。
核酸探针技术的原理是碱基配对。
互补的两条核酸单链通过退火形成双链,这一过程称为核酸杂交。
核酸探针是指带有标记物的已知序列的核酸片段,它能和与其互补的核酸序列杂交,形成双链,所以可用于核酸样品中特定基因序列的检测。
每一种病原体都具有独特的核酸片段,通过分离和标记这些片段就可制备出探针,用于疾病的诊断等研究。
1.2核酸探针的种类与用途按来源及性质划分:可将核酸探针分为基因组DNA探针、cDNA探针、RNA探针和人工合成的寡核苷酸探针等几类。
作为诊断试剂,较常使用的是基因组DNA探针和cDNA探针。
其中,前者应用最为广泛,它的制备可通过酶切或聚合酶链反应(PCR)从基因组中获得特异的DNA后将其克隆到质粒或噬菌体载体中,随着质粒或噬菌体的增殖而获得大量高纯度的DNA探针。
核酸探针作用的原理及应用
核酸探针作用的原理及应用引言核酸探针是一种广泛应用于生物学研究中的工具，通过与目标DNA或RNA序列的特异性互补配对，能够检测并定位特定的核酸分子。
本文将介绍核酸探针的原理和其在生物学研究中的应用。
核酸探针的原理核酸探针的原理基于DNA或RNA的碱基互补配对。
核酸分子由四种碱基组成，分别是腺嘌呤（A）、胞嘧啶（C）、鸟嘌呤（G）和胸腺嘧啶（T）（DNA中的胸腺嘧啶被尿嘧啶（U）取代）。
两条相互互补的核酸链能够通过碱基配对（A与T/U，C与G）形成稳定的双链结构。
核酸探针通常由两个部分组成，一个是探针的序列，另一个是标记物。
探针的序列通常与目标DNA或RNA的互补序列相匹配，便于与目标核酸发生特异性配对。
标记物则是一种用于检测核酸探针位置的信号发出物质，如荧光染料或放射性同位素。
核酸探针的应用核酸探针在生物学研究中有着广泛的应用。
以下是核酸探针的几个重要应用。
1. 基因检测和表达分析核酸探针可以用于检测和鉴定目标基因的存在和表达情况。
通过将探针与目标DNA的互补序列配对，可以检测基因的存在与否。
此外，通过标记物的选择，可以定量检测基因的表达水平。
2. 突变检测核酸探针可以用于检测DNA序列的突变。
通过与目标DNA的互补配对，如果存在突变，则配对会受到影响，从而使标记物的信号发生改变。
这种方法可以准确、快速地检测DNA序列中的单核苷酸突变。
3. 细菌和病毒检测核酸探针还可以用于检测和鉴定细菌和病毒的存在。
利用特异性的核酸探针，可以识别和定位特定的细菌和病毒序列。
这种方法在临床诊断中有着重要的应用，可以迅速判定感染的细菌或病毒种类。
4. 基因组测序核酸探针被广泛应用于基因组测序技术中。
在测序过程中，核酸探针可以与待测序的DNA相互配对，帮助确定DNA的序列。
5. 药物研发核酸探针也常用于药物研发领域。
通过设计和合成特定的核酸探针，可以筛选潜在药物分子与目标基因或蛋白质的作用。
结论核酸探针作为一种重要的生物学工具，广泛应用于基因检测、突变检测、细菌和病毒检测、基因组测序以及药物研发等领域。
随机引物标记探针的原理
随机引物标记探针的原理
随机引物标记探针的原理是利用引物（通常是随机序列）与待标记的探针的序列进行杂交反应，将引物与探针序列互相结合，并用标记物（如荧光染料或放射性同位素）对引物进行标记。
标记后的引物可以用于检测和定量待标记探针的存在和数量。
具体步骤如下：
1. 设计引物：引物通常为短序列的寡聚核苷酸，可以是完全随机的或部分随机的，以提高杂交反应的特异性。
2. 合成引物：根据设计的引物序列，合成相应的引物。
3. 标记引物：将引物与标记物（如荧光染料）进行化学修饰，将标记物连接到引物上。
4. 杂交反应：在杂交反应体系中，将标记的引物与待标记的探针序列进行杂交，使引物与探针互相结合。
5. 检测：利用标记物的性质（如荧光）对标记的引物进行检测和定量，从而间接检测和定量待标记的探针序列的存在和数量。
随机引物标记探针的优点是简单、快速，适用于大规模的探针标记，并且具有较高的特异性和敏感性。
然而，随机引物的选择可能会引入一定的非特异性杂交信号，在实验设计和数据分析时需要注意控制和纠正这些影响。
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发展简史
1969年，美国耶鲁大学Gall和Pardue首先创立，用 爪蟾核糖体基因探针与其卵母细胞杂交， 确定该基因定位于卵母细胞的核仁中。
1971年， Jacob 创立电镜原位杂交技术检测爪 蟾卵母细胞DNA
基本概念
核酸原位杂交技术：利用放射性或非放射性标记的已知核酸探针， 通过放射自显影或非放射检测系统检测组织、细胞及染色体上特 异DNA或RNA序列的一种技术，
一种直接、简便的研究基因定位和表达的方法
杂交双方：待测核酸序列、核酸探针
待测核酸序列：克隆的基因片段，未克隆化的基因组DNA和细胞 总RNA。
应用原位杂交技术，可在原位研究细胞合成某种多肽或蛋白 质的基因表达。
此方法有很高的敏感性和特异性，可进一步从分子水平来探 讨细胞的功能表达及其调节机制。
原位杂交的基本原理
在细胞或组织结构保持不变的条件下，用标记的已知的 RNA核苷酸片段，按核酸杂交中碱基配对原则，与待测 细胞或组织中相应的基因片段相结合（杂交），所形成 杂交体 (Hybrids）经显色反应后在光学显微镜或电子显 微镜下观察其细胞内相应的mRNA、rRNA和tRNA分子。
DNA/RN用于基因组DNA的定性定量分析、酶切图谱分析、基因 突变分析及限制性片段长度多态性分析（RFLP）等。
RNA印迹技术 (Northern blotting) 用于RNA的定性定量分析。靶核酸是RNA；电泳时，
凝胶中加入变性剂，防止RNA分子形成二级结构
核酸探针：用放射性同位素、非放射性荧光染料直接或间接标记 的，能与特定的核酸序列发生特异性互补的已知DNA或RNA片 段。
分为cDNA探针、基因组DNA探针、寡核苷酸探针、RNA探针
分子杂交
分子杂交(简称杂交,hybridization) 就是应用核酸分子的变性和复性的性 质,使来源不同的DNA(或RNA)片段,按碱基互补关系形成杂交双链分子。
1. 定义、基本概念和发展简史 2. 原位杂交的基本原理 3. 探针 (probe)与探针的标记物 4. 探针标记法与探针的纯化 5. 探针制备技术 6. 核酸分子杂交信号的检测 7. 地高辛标记寡核苷酸探针的原位杂交方法
定义
原位杂交组织化学（ISHH）简称原位杂交 是将分子杂交与组织化学相结合的一项技术 在原位检测组织、细胞中的特定核酸序列
• 标记碱性磷酸酶—抗碱性磷酸酶显色 • 优点：完全、方便、省时，敏感性和质
量控制较好，可检测人基因组DNA的单拷 贝基因，背景反差好。
发展简史
• 1991年 Couton建立将非放射性标记技 术更新为亲和复合物标记技术 （ Affinity-complex Labelled Probes ， ACLP）。
80年代，原位杂交技术飞速发展 现已能检测只有数百碱基对的较小分子 DNA和含量很低的mRNA
当时的工作多采用冰冻组织切片或培养细胞，探 针均采用同位素标记。
同位素标记缺点：污染环境，有害人体，半衰期局 限性
发展简史
• 1981，Bauman等首先应用荧光素标记cRNA探 针做原位杂交，然后用荧光显微镜观察获得成 功——荧光杂交技术。
• 生物素标记探针技术目前已被广泛应 用——酶促生物素标记技术
发展简史
1987年 Pezzella用磺基化DNA探针，以单克隆 抗体识别磺基化探针，通过免疫组化显示结合 的单克隆抗体，对杂交结合探针定位。
• 优点：探针标记简便，不需作切片平移标记， 敏感度较高。
发展简史
• 1987年，将地高辛标记的有关试剂及药 盒投放市场。地高辛标记技术引起科技 工作者的极大兴趣。
• 发展趋势：实验室常规技术和临床日常 应用的诊断技术。
原位杂交的基本原理
以DNA分子复制原理为基础。
两条核苷酸单链片段，在适宜的条件下，通过氢键结合，形 成DNA-DNA、DNA-RNA或 RNA-RNA 双键分子，应用带有 标记的（放射性同位素，如3H、35S、32P，荧光素生物素、 地高辛等非放射性物质）DNA或RNA片段作为核酸探针，与 组织切片或细胞内待测核酸（RNA或DNA）片段进行杂交， 然后可用放射自显影等方法予以显示，在光镜或电镜下观察 目的 mRNA或DNA 的存在并定位；
原位杂交
将特定标记的已知顺序核酸为探针与细胞或组织切片中核酸进行杂交， 从而对特定核酸顺序进行精确定量定位的过程。
探针
是指带有某些标记物(如放射性同位素32P，异硫氰酸荧光素等)的特异性 核酸序列片段。设法使一个核酸序列带上32P，那么它与靶序列互补形成 的杂交双链，就会带有放射性。
核酸分子杂交：按照碱基互补配对原则，将不同来源的 序列互补单链的DNA/DNA，RNA/RNA，RNA/DNA，互补配 对成双链杂交分子，这一过程叫核酸分子杂交。
原位杂交：用核苷酸探针对特殊的核苷酸顺序在其原位进行 杂交,叫原位杂交。可用于DNA、RNA定位研究。
反义技术
主要是引入目的基因mRNA 的反义序列或与目的基因 互补配对的反义基因，通 过它们的杂交而阻遏或降 低目的基因表达的一种方 法。当引入的反义核酸与 相应序列互补配对后，用 于表达目的基因的mRNA量 大大减少，使细胞中靶基 因编码的蛋白合成量也大 为减少
背景
核酸mRNA、DNA
RT-PCR Realtime PCR
Northern blot （RNA） Southern blot（DNA） 原位杂交 指纹分析（Finger printing） 基因芯片（ DNA microarray）
蛋白质
ELISA Westhern blot 免疫组化
主要内容
• 1982，Shroyer报道用2，4二硝基苯甲醛（DNP） 标记DNA探针，使该DNA探针具有抗原性，然后用 兔抗DNP的抗体来识别杂交后的探针，最后经免疫 过氧化物酶的方法来定位杂交探针
• 上述两种方法敏感度不高，应用不够普遍。
发展简史
• 生物素标记探针技术是Brigat（1983） 首先建立的，它利用生物素标记的探针 在组织切片上检测了病毒DNA，通过生物 素与抗生物素结合，过氧化物酶-抗过氧 化物酶显示系统显示病毒DNA在细胞中的 定位。