分子信標
分子信標
分子信標（Molecularbeacon）是一種熒游標記的寡核苷酸鏈。一般有三部分組成：①環狀區：由15～30個可以與靶分子特異結合的核苷酸組成；②莖幹區：一般由5～8個可發生可逆性解離的鹼基對組成；③熒光基團和淬滅基團：分子信標的兩個末端分別標記熒光基團和淬滅基團。如圖1-13所示，沒有靶分子的時候，分子信標的熒光和淬滅基團靠得很近，熒光被淬滅。與靶分子結合后，分子信標的空間構型發生改變，導致熒光恢復。因為分子信標技術具有極高的特異性和靈敏度，所以在臨床診斷、基因檢測、環境監測、活細胞成像、基因晶元與生物感測等方面得到了廣泛應用。最近幾年，為了提高檢測目標分子的靈敏度，循環擴增技術在分子信標中的應用成為了研究熱點，並廣泛地應用於了各類目標分子的檢測中去。
分子信標
分類：
標記分子信標：標記分子信標的熒光基團標記在探針的一端，而淬滅劑則標記在另一端。在復性溫度下，因為模板不存在時形成莖環結構，當加熱變性會互補配對的莖環雙鏈解開，如果有模板存在環序列將與模板配對。與模板配對后，分子信標將成鏈狀而非髮夾狀，使得熒光基團與淬滅劑分開。當熒光基團被激發時，因淬滅作用被解除，發出激發光子。熒光強度與溶液中模板的量呈正比。所以可以用與PCR定量分析。由於是酶切作用的存在，分子信標也是積累熒光。常用的熒光基團：FAM，TexasRed，TAMRA。
免標記分子信標：
特點：靈敏度高，操作簡單，檢測成本低。
不足：雜交時探針不能肯定完全與模板結合，所以穩定性差，
分子信標技術結合不同於熒游標記，可用於基因多突變位點同時分析
和結核桿菌耐葯基因rpoB的耐葯分析不足
分子信標的設計一般包括三個部分：
（1）環狀區：一般為長度15～30鹼基的序列，能與目標分子特異結合；
（2）信標莖幹區：通常為長度5～8個鹼基的互補序列，莖幹區與雜交后環狀區-目標分子的雙鏈結構之間的熱力學平衡關係，使分子信標的雜交特異性明顯高於常規的線狀探針；
（3）熒光基團和淬滅基團，熒光基團一般聯接在信標分子的5端；淬滅基團聯接在3’端。圖1為經典的分子信標結構，其中1—氨基萘—8—羧酸(EDANS)為熒光素，二甲氨基偶氮苯甲醯(DABSYL)為淬滅劑。分子信標中常用4—(4’—二甲基氨基偶氮苯基)苯甲酸(DABCYL)作為淬滅基團，德克薩斯紅(TexasRed)、熒光素(Fluoresein)等作為熒光基團。
對於標記分子信標來說，自由狀態時，髮夾結構的兩個末端，使熒光分子與猝滅分子靠近(約為7—10nm)。此時發生熒光共振能量轉移，使熒光分子發出的熒光被猝滅分子吸收並以熱的形式散發，熒光幾乎完全被猝滅，熒光本底極低。當分子信標與序列完全互補的靶標分子結合形成雙鏈雜交體時，信標莖桿互補區被拉開，熒光分子和猝滅分子距離增大。根據Foerster理論,中心熒光能量轉移效率與兩者距離的6次方成反比。雜交后，信標分子的熒光幾乎100%恢復。且所檢測到的熒光強度與溶液中靶標的量成正比。
免標記分子信標是通過反應後分子信標被打開，原本封閉在莖部的特定的能與染料結合的DNA序列被釋放出來並與染料結合，造成檢測信號的變化，對目標分子進行檢測。檢測信號通常有比色和熒光兩種。
（1）核酸檢測分析
（2）分子信標用於研究DNA—蛋白質的相互作用
（3）分子信標用作生物晶元和生物感測器的探針
（4）分子信標用作酶動力學研究以及小分子藥物的篩選
（5）分子信標用於重金屬有毒物質的定量檢測
（6）分子信標用於有毒殘留抗生素等物質的研究
（7）分子信標用於腫瘤標誌物的研究，如：miRNA
近年來，分子信標因具有靈敏度高，特異結合性好等優點而被廣泛應用於生物學和生物分析領域。在注重功能基因研究的后基因組時期，分子信標將會被更多地應用於基因突變引起的疾病的研究、活細胞中RNA的檢測、蛋白質的檢測及生物晶元研究等。隨著分子信標技術的發展和新型分子信標的不斷出現，分子信標將會在基因診斷、基因治療以及新葯的研製開發等方面得到越來越廣泛的應用。
基本信息
- 中文名
- 分子信標
- 外文名
- molecular beacon
- 提出者
- Tyagi
- 不足
- 穩定性差
- 分類
- 標記分子信標、免標記分子信標
- 特點
- 靈敏度高，操作簡單，檢測成本低
- 發明時間
- 1996