摘  要: 人类很多重要疾病的发生与T4多聚核苷酸激酶（T4 PNK）活性的异常有关，因此T4 PNK活性的测定研究有重要的价值。T4 PNK活性的传统检测方法大多耗时、费力、操作复杂且灵敏度低。近年来生物传感方法在T4 PNK的检测中应用广泛。本文主要介绍了T4 PNK检测的几种生物传感新方法，包括荧光生物传感方法，电化学生物传感方法，比色生物传感方法。通过全面深入的介绍这些方法的原理和特点，以便于人们掌握T4 PNK检测的生物传感方法发展概况，从而推动T4 PNK检测方法的发展和应用。

关键词：T4多聚核苷酸激酶；荧光生物传感方法；电化学生物传感方法；比色生物传感方法

Research Progress of Biosensing Methods for the Detection of T4 Polynucleotide Kinase

Abstract: The occurrence of many important human diseases is related to the abnormality of T4 polynucleotide kinase (PNK) activity, therefore the determination of T4 PNK activity is of great value. Most traditional methods of T4 PNK detection are time-consuming, laborious, complex and less sensitive. In recent years, biosensing methods are widely used in T4 PNK detection. This paper mainly introduces several novel biosensing methods for T4 PNK detection, including fluorescent biosensing methods, electrochemical biosensing methods and colorimetric biosensing methods. Through thorough and in-depth introduction of the principles and characteristics of these methods, it is convenient for people to master the development of biosensing methods for T4 PNK detection, thus promoting the development and application of T4 PNK detection.

Key Words: T4 polynucleotide kinase; Fluorescent biosensing methods; Electrochemical biosensing methods; Colorimetric biosensing methods

目    录

摘  要 1

引  言 1

1 T4 PNK检测的荧光生物传感方法研究进展 2

1.1 基于磁性纳米颗粒的荧光法 2

1.2 基于纳米材料特性的荧光法 3

1.3 基于核酸信号放大的荧光法 4

2 T4 PNK检测的电化学生物传感方法研究进展 4

3 T4 PNK检测的比色生物传感方法研究进展 5

4 结  论 6

参考文献 6

致  谢 10

T4多聚核苷酸激酶检测的生物传感方法研究进展

引 言

   具有5'羟基末端的DNA磷酸化在大多数正常细胞过程中起着关键作用，包括DNA重组、DNA复制和链断裂期间的DNA修复[1-4]。因此，对维持人类基因的和人类疾病最要紧的事就是有效且快速的DNA修复。几种外源性和内源性物质如化学物质[5]、电离辐射[6]以及核酸酶[7]很容易诱发链断裂，并在DNA5'末端产生羟基基团。这一事实可能对需要5'磷酸末端的DNA愈合过程产生重要的影响，甚至导致DNA修复失败。5'激酶家族的重要组成部分无疑是T4多核苷酸激酶（PNK），它首次发现于1965年，近年来已被广泛研究[8]。T4 PNK催化的磷酸化在各种基本细胞过程中起着至关重要的作用，特别是在DNA重组、复制和损伤修复中[3]。T4 PNK的异常表达与多种人类疾病密切相关，如脊髓小脑性共济失调[9]、神经退行性疾病[10]、沃纳综合征[11]和汤姆森综合征[12]。因此，T4 PNK现在被认为是治疗癌症的潜在目标[13]。鉴于T4 PNK在生物学和药物研发上的重要作用，T4 PNK的灵敏检测对基础生化研究、临床诊断和药物研发都是非常重要的。

   迄今为止，科学家们已经发展了多种测定T4 PNK活性的测定方法。传统的PNK检测方法主要基于32P标记的放射性同位素、聚丙烯酰胺凝胶电泳和放射自显影来分析DNA磷酸化激酶活性[14-19]。然而，这些方法费时、成本高且需要娴熟的技术人员。此外，还需要放射性试剂进行灵敏检测，可能会造成健康危害问题。生物传感方法优点众多，比如操作简洁方便，并且它的灵敏度和选择性都不错。近年来科学家们又报道了多种生物传感新方法用于T4 PNK活性的检测，例如荧光生物传感方法[20-22]、比色生物传感方法[23]和电化学生物传感方法等[24-26]。由于T4 PNK的生物传感方法众多且各有各的特点，有必要把这些方法进行总结，找出T4 PNK检测方法的规律性，为T4 PNK检测方法的发展和应用提供理论参考和意见。