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| 介导的电化学检测核酸药物发现 | |||
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介导的氧化鸟嘌呤残基是一种快速，灵敏的直接检测核酸的方法。基因组学，基因在生物体中发现，定位和特征的科学性，爆炸性的增长，在过去的十年中，利用基因组信息重组的方法诊断和制药行业的浓厚兴趣，这种增长已经促使部分确定疾病状态，执行诊断测试，以及制定更具体的治疗药物。
大规模基因测序的努力终于在最近完成的人类基因组序列，一个重要的里程碑，代表一个新的基因组时代的开始。2，从长远来看一个粗略的草案，该信息将产生深远的不仅影响医疗保健，但一般的生活质量。
由于更多的遗传信息成为可用，那些在制药和诊断工业正在经历一个不断增加的需要进行快速和准确的方法来检测和定量核酸。广泛潜在的药物化合物库已经编译使用组合化学。高通量基因表达分析产品是需要相关的某些疾病条件下对靶基因的筛选这些库。基于核酸的诊断分析法也有在临床上的广泛的潜在的癌症的检测，免疫状态测试，感染性疾病的诊断，药物抗性或易感性的测量。
在基因表达分析中，一个特定的信使核糖核酸（mRNA）在药物处理的细胞或病变的细胞产生的量与相应的未经处理的健康细胞中发现的量的测量和比较。然后，在发生病变的细胞中，对药物治疗的反应，感兴趣的基因的表达水平可以观察到的变化可用于指导选择的候选药物的进一步发展，以阐明药物的作用机制，最终以协助患者在临床前或临床试验纳入的选择。
传统上，基因表达分析已经使用Northern杂交，核糖核酸酶保护试验（RPA），或反转录聚合酶链反应（RT-PCR）等方法进行。然而，这些方法不能很好地适合用于检测大量的样品，因为它们是费时和费力的，并且在某些情况下，缺乏足够的灵敏度。
用于检测特定核酸序列的几种新产品在市场上或正在开发中。4的大多数被设计为通过检测感兴趣的一个特定的核酸分子的存在或不存在的互补序列杂交（探针核酸）固定在固相上的检测装置接口。
为了检测杂交，这些方法需要荧光，放射性，酶，或化学发光标记的靶核酸的附件。用于标记的核酸和一些类型的标签，以检测所需的仪器的程序可以使这些产品使用复杂和麻烦。
另外，扩增的靶核酸使用PCR或相关技术，通常需要使用目前可用的检测方法的一个特定的核酸检测到少量。这个额外的步骤执行检测所需的时间增加，并介绍了在扩增过程中的样品的污染和其他错误的可能性。
电化学检测核酸产生了相当大的兴趣，因为电化学方法具有高灵敏度，同时使用价格相对低廉的工具和简单的协议。电化学检测DNA杂交已成功使用的DNA的直接氧化的电极，以及间接通过检测更强烈地结合到单链DNA比双链DNA的氧化还原活性的杂交指示剂。5，6
然而，使用这些方法从DNA获得的信号是小的，因此显着地限制了这些方法的敏感性。这个问题可以克服7这种方法的基础上，通过使用电化学介体中提取电子的鸟嘌呤残基中的DNA或RNA，并进行到所述电极，其中的介体再生，并能参与额外的电子转移事件。技术使用Xanthon公司（研究三角园，NC），并且是这篇文章的主题。
介导核酸氧化原理介导的氧化鸟嘌呤残基是一种快速，灵敏的直接检测核酸的方法。要实现这种方法，共价结合到核酸探针的锡掺杂的氧化铟（ITO）电极。然后电极暴露的样品含有靶DNA或RNA。互补的核酸杂交的核酸探针，并随后通过洗涤除去非互补核酸序列。检测到的核酸杂交，然后用有氧化还原活性的介体与适当的氧化还原电位，如三（2,2' -联吡啶）钌（II）（包埋Ru（bpy）3 2 +）。
在此催化鸟嘌呤氧化的第一步骤中，介体氧化的3表格（包埋Ru（bpy）3 3 +）的高的正电位的电极：三联吡啶钌为3 2 + ?茹（联吡啶）3 3 + + E -然后，介体的氧化形式的抽象杂交的靶核酸的鸟嘌呤在一个电子从形成自由基阳离子，可以进行进一步的反应：三联吡啶钌为3 3 + + NA ?茹（联吡啶）3 2 + + NA 牛的再生的再次氧化还原介体的电极，完成催化循环。产生的电流在每个氧化包埋Ru（bpy）3 2 +的测量，并反映在电极中的靶核酸杂交的量存在鸟嘌呤。对比上面的电极，包埋Ru（bpy）3 2之间的电子转移反应的核酸的直接氧化+和鸟嘌呤，以及包埋Ru（bpy）3 2 +和ITO电极之间的，是非常快的。三联吡啶钌3 2之间的快速电子转移的主要原因+和鸟嘌呤（第二阶速率常数已经测得大约1 ? 10 6 M -1 ? -1）是鸟嘌呤的氧化电位几乎相同的三联吡啶钌3 2 8
介导的电子传递的催化性质，产生的电流值，远远大于获得使用nonmediated的电子转移反应，涉及核酸。这使得可以检测低拷贝数没有放大。由于检测是基于鸟嘌呤残基的氧化，RNA可以为DNA中检测到相同的方式，不使用反转录形成的cDNA。消除这些额外的制备步骤简化了分析过程，并可以改善的准确性和可靠性的检测方法。
为了尽量减少背景信号介导的电子传递系统中，优选的是，核酸探针不包含鸟嘌呤。当仅包含腺嘌呤，胞嘧啶和胸腺嘧啶一个具体的目标核酸的探针序列不可用，在探头中的鸟嘌呤碱基可以被取代的次黄嘌呤，因为它是鸟嘌呤与Ru中的电子转移反应（反应性低于联吡啶）3 2 +。由于次黄嘌呤可以形成只有两个三个氢键中的Watson-Crick碱基对，以及其他的鸟嘌呤衍生物，如7-deazaguanine也可能是可行的和有吸引力的替代品。
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