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Phthalic Acid Ester-Binding DNA Aptamer Selection, Characterization, and Application to an Electrochemical Aptasensor

Phthalic acid esters (PAEs) areone of the major groups of persistent organic pollutants. The group-specific detection of PAEs is highly desired due to the ...

Capital Normal University

&#x4E3A;&#x786E;&#x5B9A;&#x98DF;&#x6E90;&#x6027;&#x81F4;&#x75C5;&#x83CC;&#x7684;&#x4F20;&#x7EDF;&#x65B9;&#x6CD5;&#x662F;&#x8D39;&#x65F6;&#x53C8;&#x8D39;&#x529B;&#xFF0C;&#x56E0;&#x6B64;&#x6709;&#x5FC5;&#x8981;&#x5EFA;&#x7ACB;&#x98DF;&#x54C1;&#x4E2D;&#x75C5;&#x539F;&#x5FAE;&#x751F;&#x7269;&#x5FEB;&#x901F;&#x9274;&#x5B9A;&#x7684;&#x521B;&#x65B0;&#x65B9;&#x6CD5;&#x3002;&#x5728;&#x8FD9;&#x91CC;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x62A5;&#x544A; 11 &#x98DF;&#x6E90;&#x6027;&#x81F4;&#x75C5;&#x83CC;&#x654F;&#x611F;&#x68C0;&#x6D4B;&#x57FA;&#x4E8E;&#x7845;&#x7684;&#x5149;&#x5B66;&#x8584;&#x819C;&#x751F;&#x7269;&#x4F20;&#x611F;&#x5668;&#x82AF;&#x7247;&#x7684;&#x5F00;&#x53D1;&#x3002;&#x7B80;&#x5355;&#x5730;&#x8BF4;&#xFF0C;&#x919B;&#x6807;&#x8BB0;&#x7684;&#x63A2;&#x9488;&#x9635;&#x5217;&#x5171;&#x4EF7;&#x952E;&#x80BC;&#x884D;&#x751F;&#x5316;&#x82AF;&#x7247;&#x8868;&#x9762;&#xFF0C;&#x5E76;&#x4E86;&#x7136;&#x540E;&#xFF0C;&#x7D20;&#x805A;&#x5408;&#x9176;&#x94FE;&#x53CD;&#x5E94; (PCR) &#x6269;&#x589E;&#x4E86;&#x6742;&#x4EA4;&#x63A2;&#x9488;&#x3002;Antibiotin &#x514D;&#x75AB;&#x7403;&#x86CB;&#x767D; G &#x8FA3;&#x6839;&#x8FC7;&#x6C27;&#x5316;&#x7269;&#x9176;&#x5171;&#x8F6D;&#x4E0E;&#x6C89;&#x6DC0;&#x8FA3;&#x6839;&#x8FC7;&#x6C27;&#x5316;&#x7269;&#x9176;&#x5E95;&#x7269;&#xFF0C;&#x7ED1;&#x5B9A;&#x5230;&#x63A2;&#x6D4B;&#x5668;&#x7684;&#x7D20;&#x94FE;&#x5B75;&#x5316;&#x4E86;&#x53EF;&#x89C6;&#x5316; (&#x91D1;&#x4EE5;&#x84DD;&#x8272;/&#x7D2B;&#x8272;) &#x82AF;&#x7247;&#x8868;&#x9762;&#x7684;&#x989C;&#x8272;&#x66F4;&#x6539;&#x4E3A;&#x6D17;&#x5B8C;&#x540E;&#x4E0E;&#x6D45;&#x3002;&#x9AD8;&#x5EA6;&#x7075;&#x654F;&#x548C;&#x51C6;&#x786E;&#x7684; PCR &#x7247;&#x6BB5;&#x76EE;&#x6807;&#x8003;&#x8BD5;&#x53EF;&#x4EE5;&#x5728; 30 &#x5206;&#x949F;&#x5185;&#x5B8C;&#x6210;&#x3002;&#x8FD9;&#x79CD;&#x6D4B;&#x5B9A;&#x65B9;&#x6CD5;&#x662F;&#x6781;&#x5176;&#x5065;&#x58EE;&#x3001; &#x654F;&#x611F;&#x3001; &#x5177;&#x4F53;&#xFF0C;&#x548C;&#x7ECF;&#x6D4E;&#xFF0C;&#x53EF;&#x4EE5;&#x9002;&#x5E94;&#x4E0D;&#x540C;&#x7684;&#x541E;&#x5410;&#x91CF;&#x3002;&#x56E0;&#x6B64;&#xFF0C;&#x8FDB;&#x884C;&#x68C0;&#x6D4B; 11 &#x98DF;&#x6E90;&#x6027;&#x81F4;&#x75C5;&#x83CC;&#x5FEB;&#x901F;&#x3001; &#x654F;&#x611F;&#x548C;&#x53EF;&#x9760;&#x7684;&#x6280;&#x672F;&#x7814;&#x5236;&#x6210;&#x529F;&#x3002;

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Traditional methods for identifying food-borne pathogens are time-consuming and laborious, so it is necessary to develop innovative methods for the rapid identification of food-borne pathogens. Here, we report the development of silicon-based optical thin-film biosensor chips for sensitive detection of 11 food-borne pathogens. Briefly, aldehyde-labeled probes were arrayed and covalently attached to a hydrazine-derivatized chip surface, and then, biotinylated polymerase chain reaction (PCR) amplicons were hybridized with the probes. After washing and brief incubation with an antibiotin immunoglobulin G-horseradish peroxidase conjugate and a precipitable horseradish peroxidase substrate, biotinylated chains bound to the probes were visualized as a color change on the chip surface (gold to blue/purple). Highly sensitive and accurate examination of PCR fragment targets can be completed within 30 min. This assay is extremely robust, sensitive, specific, and economical and can be adapted to different throughputs. Thus, a rapid, sensitive, and reliable technique for detecting 11 food-borne pathogens was successfully developed.

Rapid and reliable detection of 11 food-borne pathogens using thin-film biosensor chips.

Les m&eacute;thodes traditionnelles d&#39;identification des pathog&egrave;nes d&#39;origine alimentaire sont fastidieux et laborieux, il est donc n&eacute;cessaire de d&eacute;velopper des m&eacute;thodes innovatrices pour l&#39;identification rapide de pathog&egrave;nes d&#39;origine alimentaire. Nous rapportons ici le d&eacute;veloppement de circuits de biocapteur minces en optique &agrave; base de silicium pour la sensibilit&eacute; de d&eacute;tection des pathog&egrave;nes d&#39;origine alimentaire 11. Bri&egrave;vement, sondes marqu&eacute;es ald&eacute;hyde ont &eacute;t&eacute; arrang&eacute;s et de fa&ccedil;on covalente &agrave; la surface de la puce d&eacute;riv&eacute; de l&#39;hydrazine, et ensuite, biotinyl&eacute; polymerase chain reaction (PCR) amplicons ont &eacute;t&eacute; hybrid&eacute;s avec les sondes. Apr&egrave;s le lavage et br&egrave;ve incubation avec un conjugu&eacute; de peroxydase antibiotin immunoglobuline G-raifort et un substrat peroxydase de raifort pr&eacute;cipitable, cha&icirc;nes biotinyl&eacute; li&eacute;s pour les sondes ont &eacute;t&eacute; visualis&eacute;e comme un changement de couleur sur la surface de la puce (or au bleu/violet). Un examen tr&egrave;s sensible et pr&eacute;cis des cibles fragment PCR peut &ecirc;tre compl&eacute;t&eacute; dans les 30 minutes. Ce dosage est extr&ecirc;mement robuste, sensible, pr&eacute;cise et &eacute;conomique et peut &ecirc;tre adapt&eacute; &agrave; des d&eacute;bits diff&eacute;rents. Ainsi, une technique rapide, sensible et fiable pour la d&eacute;tection des pathog&egrave;nes d&#39;origine alimentaire 11 a &eacute;t&eacute; d&eacute;velopp&eacute;e avec succ&egrave;s.

D&eacute;tection rapide et fiable de 11 pathog&egrave;nes d&#39;origine alimentaire &agrave; l&#39;aide de biocapteurs minces copeaux.

Traditionelle Methoden zur Identifizierung von lebensmittelbedingten Krankheitserregern sind zeitaufw&auml;ndig und m&uuml;hsam, so ist es erforderlich, innovative Methoden zur schnellen Identifizierung von Lebensmittel &uuml;bertragbaren Krankheitserregern zu entwickeln. Hier berichten wir &uuml;ber die Entwicklung der Biosensor f&uuml;r optische D&uuml;nnschicht-Silizium-basierten Chips f&uuml;r empfindliche Nachweis von 11 lebensmittelbedingten Krankheitserregern. Kurz gesagt, Aldehyd-markierten Sonden gekleidet kovalent gebunden zu einer Hydrazin-derivatized Chip-Oberfl&auml;che und wurden dann, biotinylierten Polymerase-Kettenreaktion (PCR) Amplifikate wurden mit den Sonden hybridisiert. Nach dem Waschen und kurze Inkubation mit ein antibiotin Immunglobulin G-Meerrettich-Peroxidase-Konjugat und einem Ausf&auml;llbares Meerrettich Peroxydase Substrat, biotinylierten Ketten gebunden um die Sonden wurden als eine Farb&auml;nderung auf der Chip-Oberfl&auml;che (Gold, blau/violett) visualisiert. Hochempfindliche und genaue Pr&uuml;fung der PCR-Fragment-Ziele kann innerhalb von 30 Minuten abgeschlossen werden. Diese Probe ist extrem robust, sensibel, spezifische und wirtschaftlich und kann an verschiedene Durchs&auml;tze angepasst werden. Dazu wurde eine schnelle, vertrauliche und verl&auml;ssliche Technik zum Erkennen von 11 lebensmittelbedingten Krankheitserregern erfolgreich entwickelt.

Schnelle und zuverl&auml;ssige Erkennung von 11 lebensmittelbedingten Krankheitserregern mit D&uuml;nnschicht-Biosensor-Chips.

I metodi tradizionali per l&#39;identificazione di patogeni di origine alimentare sono lunghi e laboriosi, quindi &egrave; necessario sviluppare metodi innovativi per l&#39;identificazione rapida dei patogeni di origine alimentare. Riportiamo qui, lo sviluppo di chip basati sul silicio ottica film sottile biosensore per rilevazione sensibile di 11 agenti patogeni di origine alimentare. Brevemente, aldeide-etichetta sonde erano schierate e covalentemente associate ad una superficie derivatizzata idrazina chip, e poi, biotinilato polymerase chain reaction (PCR) amplificati sono stati ibridati con le sonde. Dopo il lavaggio e breve incubazione con un coniugato perossidasi antibiotin immunoglobulina G-rafano e un substrato di precipitabile rafano perossidasi, biotinilato catene associate a delle sonde sono stati visualizzati come un cambiamento di colore sulla superficie del chip (oro al blu/viola). Altamente sensibile e accurato esame degli obiettivi di frammento PCR pu&ograve; essere completata entro 30 min. Questo dosaggio &egrave; estremamente robusto, sensibile, specifico ed economico e pu&ograve; essere adattato a diverse velocit&agrave;. Cos&igrave;, una tecnica rapida, sensibile e affidabile per la rilevazione di 11 agenti patogeni di origine alimentare &egrave; stata sviluppata con successo.

Rilevamento rapido e affidabile di 11 patogeni di origine alimentare utilizzando chip biosensore a film sottile.

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&#xADF8;&#xB798;&#xC11C; &#xC2DD;&#xD488;&#xC744; &#xB9E4;&#xAC1C;&#xB85C; &#xBCD1;&#xC6D0; &#xCCB4;&#xC758; &#xAE09;&#xC18D; &#xD55C; &#xC2DD;&#xBCC4;&#xC744; &#xC704;&#xD55C; &#xD601;&#xC2E0;&#xC801;&#xC778; &#xBC29;&#xBC95;&#xC744; &#xAC1C;&#xBC1C; &#xD558;&#xB294; &#xB370; &#xD544;&#xC694;&#xD55C; &#xC2DD;&#xD488;&#xC744; &#xB9E4;&#xAC1C;&#xB85C; &#xBCD1;&#xC6D0; &#xADE0;&#xC744; &#xC2DD;&#xBCC4; &#xD558;&#xAE30; &#xC704;&#xD55C; &#xC804;&#xD1B5;&#xC801;&#xC778; &#xBC29;&#xBC95; &#xAC78;&#xB9AC;&#xACE0; &#xD798; &#xB4DC;&#xB294; &#xC77C;&#xC740;. &#xC5EC;&#xAE30;, &#xC6B0;&#xB9AC;&#xAC00; &#xBCF4;&#xACE0; 11 &#xC2DD;&#xD488;&#xC744; &#xB9E4;&#xAC1C;&#xB85C; &#xBCD1;&#xC6D0; &#xADE0;&#xC758; &#xC911;&#xC694; &#xD55C; &#xBC1C;&#xACAC;&#xC744; &#xC704;&#xD55C; &#xC2E4;&#xB9AC;&#xCF58; &#xAE30;&#xBC18;&#xC758; &#xAD11;&#xD559; &#xBC15;&#xB9C9; &#xBC14;&#xC774;&#xC624; &#xC13C;&#xC11C; &#xCE69;&#xC758; &#xAC1C;&#xBC1C;. &#xAC04;&#xB2E8;&#xD788;, &#xC54C;&#xB370;&#xD558;&#xC774;&#xB4DC; &#xD45C;&#xC2DC; &#xB41C; &#xD504;&#xB85C;&#xBE0C; &#xC9D3;&#xACE0; &#xB418;&#xC5C8;&#xACE0; &#x70AD; &#xD788;&#xB4DC;&#xB77C; &#xC9C4; derivatized &#xCE69; &#xD45C;&#xBA74;&#xC5D0; &#xBD99;&#xC5B4; &#xADF8;&#xB9AC;&#xACE0;, biotinylated &#xC911; &#xD569; &#xD6A8;&#xC18C; &#xC5F0;&#xC1C4; &#xBC18;&#xC751; (PCR) amplicons &#xD504;&#xB85C;&#xBE0C;&#xC640; hybridized &#xD588;&#xB2E4;. &#xC138;&#xCC99; &#xD6C4;&#xC640; &#xAC04;&#xB7B5; &#xD55C; antibiotin &#xBA74;&#xC5ED; &#xAE00;&#xB85C;&#xBD88;&#xB9B0; G-&#xC591; &#xACE0;&#xCD94;&#xB0C9;&#xC774; &#xACFC;&#xC0B0;&#xD654; &#xD6A8;&#xC18C; &#xACF5;&#xC561; &#xBC0F; precipitable &#xC591; &#xACE0;&#xCD94;&#xB0C9;&#xC774; &#xACFC;&#xC0B0;&#xD654; &#xD6A8;&#xC18C; &#xAE30;&#xD310;, biotinylated &#xCCB4;&#xC778; &#xD504;&#xB85C;&#xBE0C;&#xC5D0; &#xBC14;&#xC778;&#xB529;&#xB41C; &#xC778;&#xD050;&#xBCA0;&#xC774;&#xC158; &#xCE69; &#xD654;&#xBA74; (&#xBE14;&#xB8E8;/&#xD37C;&#xD50C; &#xACE8;&#xB4DC;) &#xC0C9;&#xC0C1; &#xBCC0;&#xACBD;&#xC73C;&#xB85C; &#xC2DC;&#xAC01;&#xD654; &#xD588;&#xB2E4;. &#xB9E4;&#xC6B0; &#xBBFC;&#xAC10;&#xD558;&#xACE0; &#xC815;&#xD655;&#xD55C; &#xAC80;&#xC0AC; PCR &#xC870;&#xAC01; &#xB300;&#xC0C1;&#xC758; 30 &#xBD84; &#xC548;&#xC5D0; &#xC644;&#xB8CC;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC774; &#xBD84;&#xC11D; &#xACB0;&#xACFC; &#xB9E4;&#xC6B0; &#xAC15;&#xB825;&#xD55C;, &#xBBFC;&#xAC10;&#xD55C;, &#xD2B9;&#xC815; &#xD558; &#xACE0; &#xACBD;&#xC81C;&#xC801; &#xC774;&#xBA70; &#xB2E4;&#xB978; &#xCC98;&#xB9AC;&#xB7C9;&#xC744; &#xC801;&#xC6A9;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xB530;&#xB77C;&#xC11C;, 11 &#xC2DD;&#xD488;&#xC744; &#xB9E4;&#xAC1C;&#xB85C; &#xBCD1;&#xC6D0; &#xADE0; &#xAC80;&#xCD9C;, &#xBBFC;&#xAC10;&#xD55C;, &#xBE60;&#xB974;&#xACE0; &#xC548;&#xC815;&#xC801;&#xC778; &#xAE30;&#xC220;&#xC740; &#xC131;&#xACF5;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xAC1C;&#xBC1C; &#xB418;&#xC5C8;&#xB2E4;.

11 &#xC2DD;&#xD488;&#xC744; &#xB9E4;&#xAC1C;&#xB85C; &#xBCD1;&#xC6D0; &#xCCB4; &#xBC15;&#xB9C9; &#xBC14;&#xC774;&#xC624; &#xC13C;&#xC11C; &#xCE69;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xC2E0;&#xC18D; &#xD558; &#xACE0; &#xC2E0;&#xB8B0;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xB294; &#xAC80;&#xC0C9;.

Los m&eacute;todos tradicionales para la identificaci&oacute;n de pat&oacute;genos de alimentos son lentos y laboriosos, por lo que es necesario desarrollar m&eacute;todos innovadores para la identificaci&oacute;n r&aacute;pida de pat&oacute;genos de alimentos. Aqu&iacute;, se presenta el desarrollo de biosensores de thin-film &oacute;ptico basadas en silicio chips para detecci&oacute;n sensible de 11 agentes pat&oacute;genos transmitidos por los alimentos. Brevemente, sondas marcadas con aldeh&iacute;do fueron dispuestas y unidas covalentemente a una superficie de hidracina-derivatizada chip, y luego, biotinilado polimerasa amplicones de reacci&oacute;n en cadena (PCR) se hibridaci&oacute;n con las sondas. Despu&eacute;s del lavado y breve incubaci&oacute;n con un conjugado de peroxidasa de r&aacute;bano picante-G de la inmunoglobulina antibiotin y un sustrato de la peroxidasa de r&aacute;bano precipitable, biotinilado cadenas a las sondas fueron visualizados como un cambio de color en la superficie del chip (oro azul/morado). Examen altamente sensible y preciso de los objetivos del fragmento PCR puede completarse dentro de 30 minutos. Este ensayo es extremadamente robusto, sensible, espec&iacute;fico y econ&oacute;mico y puede ser adaptado a diferentes rendimientos. As&iacute;, se desarroll&oacute; con &eacute;xito una t&eacute;cnica r&aacute;pida, sensible y confiable para la detecci&oacute;n de pat&oacute;genos de alimentos 11.

Detecci&oacute;n r&aacute;pida y confiable de 11 pat&oacute;genos transmitidos por los alimentos biosensor de pel&iacute;cula delgada en fichas.

To observe the analgesic effect of CQM on photochemically-induced prosopalgia model rats, and discuss its impact on the exciting amino acid neurotransmitter-glutamate (Glu).

[Analgesic effect of CQM on prosopalgia model rats and its impact on exciting amino acid neurotransmitters].

A wide range of pathologies have been targeted with bimodular aptamers that contain both G-quadruplex (G4) and duplex motifs, while the structures and functions are poorly understood. G4-selective fluorescent dyes have served as facile tools to probe G4s, but not for bimodular aptamers, yet. Here, taking the 29-mer thrombin binding aptamer (TBA29) as an example, we demonstrated that 3,6-dimethyl-2-(4-dimethylaminophenyl)-benzothiazolium (ThT) was the most effective dye compared to NMM and PPIX in recognizing TBA29. Binding studies indicate that ThT recognized TBA29 via distinct buffer-dependent mechanisms. Specifically, ThT induced the formation of a bimolecular parallel G4 in cation-deficient buffer, showing 341-fold fluorescent enhancement. The competitive binding of thrombin disrupted the complex, leading to the monotonic fluorescence decrease. A similar mechanism was previously reported for the interaction between ThT and the 15-mer thrombin binding aptamer (TBA15). However, TBA29 bound with ThT in a more favorable state than TBA15, showing hyperchromic effects and two times stronger fluorescence enhancement. Differently, ThT bound with antiparallel TBA29/TBA15 in an intercalating/groove binding mode in 100 mM KCl, generating 181/28-fold fluorescence enhancement, respectively. These results revealed that ThT recognized both parallel and antiparallel G4s of TBA29 more efficiently than it recognized TBA15. The duplex structure of TBA29 may play an important role in its interaction with ThT. Our study broadens the application of ThT in screening G4 to bimodular aptamers and provides some insights into the structures of TBA29, along with the interaction between ThT and TBA29. Our study also is useful for the development of structure-switching-based biosensors using bimodular aptamers. Graphical abstract The buffer-dependent binding mechanisms of ThT with TBA29, and the competitive (top)/noncompetitive (bottom) binding of thrombin with TBA29-ThT complex.

Shi Xu

College of Life Sciences

Capital Normal University

Phthalic Acid Ester-Binding DNA Aptamer Selection, Characterization, and Application to an Electrochemical Aptasensor

Shi Xu

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Capital Normal University

Phthalic Acid Ester-Binding DNA Aptamer Selection, Characterization, and Application to an Electrochemical Aptasensor

College of Life Sciences