肿瘤生物标志物高灵敏组学检测技术

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作者 乔思圆 程林 韩达 《中国科学基金》 北大核心 2025年第1期162-173,共12页

肿瘤生物标志物是一类由肿瘤细胞或宿主对肿瘤反应产生的物质。与传统的组织活检等检测方法相比,基于肿瘤生物标志物的液体活检技术展现出低侵入性、高便利性等优势,在临床肿瘤诊断中起到了不可替代的作用。近年来,随着组学研究的快速... 肿瘤生物标志物是一类由肿瘤细胞或宿主对肿瘤反应产生的物质。与传统的组织活检等检测方法相比,基于肿瘤生物标志物的液体活检技术展现出低侵入性、高便利性等优势,在临床肿瘤诊断中起到了不可替代的作用。近年来,随着组学研究的快速发展和检测技术的不断完善,高灵敏的检测技术使得体液中的肿瘤生物标志物能够被静态检测和动态监测,这不仅深化了我们对肿瘤微环境变化的理解,也为癌症的早期诊断、进展监测和疗效评估提供了关键信息。本文旨在从组学视角对肿瘤生物标志物的高敏感检测技术进行综述,并探讨这些技术的原理、特点以及在癌症诊疗中的应用价值。 展开更多

关键词 肿瘤生物标志物 高灵敏检测 组学技术 液体活检 精准诊疗

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核酸适体在癌症诊疗中的研究进展 被引量：2

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作者 董倩 李兆倩 +2 位作者 彭天欢 陈卓 谭蔚泓 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期2648-2657,共10页

核酸适体是通过体外筛选技术得到的可特异性结合靶标分子的单链寡核苷酸分子探针,其表现出与抗体相当或更优异的特异性和亲和力,且具有靶标范围广、免疫原性低、易于精准制备和修饰及设计灵活可控等优势.为癌症的早期筛查、诊断及靶向... 核酸适体是通过体外筛选技术得到的可特异性结合靶标分子的单链寡核苷酸分子探针,其表现出与抗体相当或更优异的特异性和亲和力,且具有靶标范围广、免疫原性低、易于精准制备和修饰及设计灵活可控等优势.为癌症的早期筛查、诊断及靶向治疗提供了全新的分子工具,在癌症诊疗领域获得了广泛的关注与应用.本文聚焦核酸适体在癌症诊断及治疗中的应用,对近年来取得的研究进展进行了系统性总结,并对未来发展方向及前景进行了展望. 展开更多

关键词 核酸适体 靶向治疗 分子探针 癌症诊断与治疗

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脂质修饰DNA复合结构的可控制备及膜生物学研究 被引量：1

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作者 张露灏 曹书婷 +4 位作者 刘江波 左小磊 王丽华 樊春海 李江 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1151-1162,共12页

综述了脂质-DNA复合结构的设计、可控制备和结构特性;并重点讨论其在膜生物学中的应用,包括对活细胞膜的动态分析、膜上纳米孔道的构建、对活细胞的空间排布与相互作用调控以及活体药物递送等;总结了该领域存在的一些挑战,并对未来发展... 综述了脂质-DNA复合结构的设计、可控制备和结构特性;并重点讨论其在膜生物学中的应用,包括对活细胞膜的动态分析、膜上纳米孔道的构建、对活细胞的空间排布与相互作用调控以及活体药物递送等;总结了该领域存在的一些挑战,并对未来发展进行了展望.利用这些精确可控的脂质-DNA复合结构,研究者可以更深入地理解细胞膜在分子尺度上的工作原理,实现对细胞膜功能的精确调控,为细胞成像诊断、纳米机器与人工细胞构建等应用提供有力的工具. 展开更多

关键词 脂质-DNA复合结构 膜锚定 膜生物学

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基于胆固醇-DNA的活细胞膜修饰研究

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作者 刘江波 王丽华 左小磊 《上海交通大学学报（医学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期969-974,969,共6页

目的·探讨连接胆固醇的脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid,DNA)对活细胞膜的修饰作用。方法·以悬浮细胞L1210和贴壁细胞PC-12为研究对象,将每种细胞分为实验组(胆固醇-DNA孵育)和对照组(磷酸盐缓冲液处理)。通过共聚焦显微... 目的·探讨连接胆固醇的脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid,DNA)对活细胞膜的修饰作用。方法·以悬浮细胞L1210和贴壁细胞PC-12为研究对象,将每种细胞分为实验组(胆固醇-DNA孵育)和对照组(磷酸盐缓冲液处理)。通过共聚焦显微镜获得2组细胞的荧光强度,并对实验组细胞进行三维重构。采用扫描电子显微镜观察实验组细胞的形态。采用荧光漂白恢复实验检测胆固醇-DNA修饰对细胞膜流动性的影响。结果·悬浮细胞和贴壁细胞获得了一致的结果。与对照组相比,实验组细胞表面的荧光强度有所加强(均P=0.000)。共聚焦显微镜的三维重构显示,实验组细胞的荧光分布在整个细胞表面。扫描电子显微镜结果显示,实验组细胞的形态经胆固醇-DNA修饰后并未改变。经荧光漂白处理后,实验组L1210细胞的相对荧光强度下降至0.090,且在110s内恢复至0.860。结论·胆固醇-DNA能够对整个活细胞膜进行修饰,且修饰后的细胞膜仍具有流动性。该方法不仅能够用于悬浮细胞,还可应用于贴壁细胞。 展开更多

关键词 胆固醇 脱氧核糖核酸 细胞膜 修饰

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DNA存储技术:挑战与未来 被引量：1

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作者 褚利康 何磊 韩达 《集成技术》 2024年第3期116-127,共12页

随着全球数据呈现指数级增长,当前的信息存储技术面临维护成本高昂、存储寿命有限等多个缺陷,逐渐无法满足日益凸显的需求。因此,迫切需要引入新的信息存储方法来解决这一问题。DNA作为一种天然的遗传信息载体,具备高存储密度、潜在低... 随着全球数据呈现指数级增长,当前的信息存储技术面临维护成本高昂、存储寿命有限等多个缺陷,逐渐无法满足日益凸显的需求。因此,迫切需要引入新的信息存储方法来解决这一问题。DNA作为一种天然的遗传信息载体,具备高存储密度、潜在低维护成本和长寿命等优势,因此被视为一种有潜力的新型信息存储介质。该文对DNA数据存储技术的基本原理和流程进行了概述,并回顾了其历史发展。同时,对当前基于DNA存储的领域仍面临的挑战进行了总结,如缓慢的数据写入和读取速度等,以及应对这些挑战的一些潜在策略。最后,为了满足全球对新存储方法的需求,该文指出了DNA数据存储技术的未来发展方向。 展开更多

关键词 DNA 数据存储 DNA序列 DNA纳米技术 信息加密

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框架核酸高通量检测芯片

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作者 宋璐 张舒阳 +2 位作者 王丽华 左小磊 李敏 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期21-27,共7页

构建了一种基于框架核酸的高通量生物检测芯片.利用超微量移液自动化平台,将包含框架核酸探针的液滴按照预设命令固定至生物芯片微阵列上,在探针捕获核酸靶标后利用集成的基因芯片扫描仪对芯片进行成像,通过分析荧光强度定量化分析靶标... 构建了一种基于框架核酸的高通量生物检测芯片.利用超微量移液自动化平台,将包含框架核酸探针的液滴按照预设命令固定至生物芯片微阵列上,在探针捕获核酸靶标后利用集成的基因芯片扫描仪对芯片进行成像,通过分析荧光强度定量化分析靶标浓度.结果表明,此框架核酸芯片能够实现框架核酸探针的高通量制备,24 h即可制备具有15万个点的微阵列,且点间距离的相对偏差W≤10%、荧光强度的变异系数CV=3.30%,具有较高的稳定性,远高于国家标准.此外,该芯片具备高灵敏度、可寻址的高通量生物分析能力,对核酸靶标的检测限可达100 pmol/L.随着多种探针技术的发展,生物检测微阵列技术在高通量生物分析领域展示出巨大的潜力. 展开更多

关键词 高通量检测 框架核酸 核酸靶标 生物微阵列芯片

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DNA数据存储 被引量：2

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作者 毛秀海 李凡 左小磊 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期1303-1312,共10页

分子数据存储作为一种稳定性强、存储密度高的数据存储方式,表现出巨大的潜力。它有望解决当今日益增长的巨大信息量与存储能力之间差距不断扩大的问题。作为一种典型的分子数据存储方式,DNA数据存储可以作为一种替代性、变革性的存储介... 分子数据存储作为一种稳定性强、存储密度高的数据存储方式,表现出巨大的潜力。它有望解决当今日益增长的巨大信息量与存储能力之间差距不断扩大的问题。作为一种典型的分子数据存储方式,DNA数据存储可以作为一种替代性、变革性的存储介质,用于突破现用存储方式的物理极限,满足不断增加的数据存储需求。该综述将对DNA数据存储的历史、工作流程、及当前的发展状态进行概述,同时讨论现今DNA数据存储存在的问题、挑战及发展趋势。 展开更多

关键词 分子数据存储 DNA数据存储 编码 解码 读取

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Nano Letters 微型化电化学生物传感器有望为便携式疾病标志物检测提供新手段

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作者 左小磊 《上海交通大学学报（医学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期1-3,共3页

上海交通大学医学院附属仁济医院左小磊研究组开发了一种基于“分子穿越”原理的便携式电化学生物传感器件,解决了一步反应完成疾病靶标分析的关键技术问题。该研究成果以“Molecular threading-dependent mass transport in paper orig... 上海交通大学医学院附属仁济医院左小磊研究组开发了一种基于“分子穿越”原理的便携式电化学生物传感器件,解决了一步反应完成疾病靶标分析的关键技术问题。该研究成果以“Molecular threading-dependent mass transport in paper origami for single-step electrochemical DNA sensors”为题于2018年12月在线发表于国际著名学术期刊Nano Letters。博士研究生叶德楷是论文的第一作者,左小磊研究员和于京华教授是论文的共同通信作者。上海交通大学医学院附属仁济医院分子医学研究院和济南大学是论文的共同通信单位。 展开更多

关键词 电化学生物传感器 便携式 标志物检测 论文 国际 疾病 微型化 上海交通大学

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核酸分子计算及应用

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作者 沈心怡 刘俊兰 韩达 《中国科学：化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期777-787,共11页

作为一种新兴计算技术,核酸分子计算因其信息存储量大、并行性高、微型化、低能耗的优点而备受关注.核酸分子计算系统主要包括信号输入、信号处理、信号输出三个模块,其目前已经能够实现数学逻辑运算、信息处理加密、模拟神经网络的功能... 作为一种新兴计算技术,核酸分子计算因其信息存储量大、并行性高、微型化、低能耗的优点而备受关注.核酸分子计算系统主要包括信号输入、信号处理、信号输出三个模块,其目前已经能够实现数学逻辑运算、信息处理加密、模拟神经网络的功能,或与纳米材料结合构成分子机器,有望广泛应用于数学、医学、计算机科学等各种领域.本文概述了核酸分子计算的原理、功能及其生物医学应用,重点介绍了其在构建分子机器方面的研究进展,并讨论了当下面临的挑战. 展开更多

关键词 核酸分子 计算系统 分子机器 纳米技术

原文传递

基于核酸框架的分子机器

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作者 依沙克江·赛麦提 李敏 +2 位作者 闫庆龙 左小磊 樊春海 《中国科学：化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期802-810,共9页

分子机器是一种由分子构建的微型设备,在受到适当的刺激如光、温度、pH或电磁场时,它能够在分子水平上执行类似宏观机器的机械运动.然而,分子机器的研究仍面临着许多技术挑战,包括如何精确控制分子机器的运动,如何构建大规模的分子机器... 分子机器是一种由分子构建的微型设备,在受到适当的刺激如光、温度、pH或电磁场时,它能够在分子水平上执行类似宏观机器的机械运动.然而,分子机器的研究仍面临着许多技术挑战,包括如何精确控制分子机器的运动,如何构建大规模的分子机器系统等.作为有潜力的分子自组装技术,利用DNA纳米技术可以构建复杂的刺激响应纳米机器并精确调控其在分子水平的运动.本文中,我们简单介绍了DNA纳米技术的组装原理,综述了响应DNA链置换、光、热、pH和电场等不同类型刺激的核酸框架分子机器,并探讨了它们在药物递送、构建三维等离子体光学器件以及作为生物分子标尺等方面的应用. 展开更多

关键词 分子机器 核酸框架 DNA链置换 药物递送 等离子体光学器件

原文传递

基于微流控技术的循环肿瘤细胞分析研究进展 被引量：3

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作者 张惠敏 吴玲玲 +5 位作者 林冰倩 王奕迪 毕云鹏 王炜 宋彦龄 杨朝勇 《中国科学：化学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1220-1236,共17页

癌症的精准诊疗是提高癌症患者生存率和生存质量的重要手段.液体活检通过采用非侵入采样方式,获取肿瘤病人全面、准确、实时的基因组、转录组及蛋白组等生物学信息,是一种新兴的癌症诊断技术,对癌症精确诊断、个体化治疗、预后评估等方... 癌症的精准诊疗是提高癌症患者生存率和生存质量的重要手段.液体活检通过采用非侵入采样方式,获取肿瘤病人全面、准确、实时的基因组、转录组及蛋白组等生物学信息,是一种新兴的癌症诊断技术,对癌症精确诊断、个体化治疗、预后评估等方面具有重要意义.循环肿瘤细胞(CTC)是一种从实体瘤组织脱落进入外周血的肿瘤细胞,因能提供完整的细胞生物学信息,是最具应用前景的液体活检靶标.然而, CTC的数量极其稀少、异质性强、所处外周血环境复杂等特点,给CTC的富集和分析带来了巨大的技术挑战.本文将总结本课题组近年来发展的基于CTC液体活检策略,着重讨论在CTC识别、富集与单细胞分析等方面的研究进展. 展开更多

关键词 液体活检 循环肿瘤细胞 核酸适体 微流控芯片 单细胞分析

原文传递

基于多模态图像深度学习局部晚期鼻咽癌肿瘤靶体积自动勾画的研究 被引量：1

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作者 吴伯恒 曹鸿斌 +7 位作者 马永康 张炜 唐剑敏 许磊 孙岚 杨翠萍 白永瑞 閤谦 《肿瘤》 CAS 北大核心 2023年第7期570-579,共10页

目的:随着人工智能的发展,深度学习在放疗肿瘤靶体积自动勾画中的应用日益受到关注。由于T3~4期鼻咽癌的肿瘤表型变异性较大,并且在CT图像上表现为较低的软组织对比度,从而导致勾画肿瘤靶体积的信心受限。本研究基于多模态图像深度学习... 目的:随着人工智能的发展,深度学习在放疗肿瘤靶体积自动勾画中的应用日益受到关注。由于T3~4期鼻咽癌的肿瘤表型变异性较大,并且在CT图像上表现为较低的软组织对比度,从而导致勾画肿瘤靶体积的信心受限。本研究基于多模态图像深度学习对T3~4期鼻咽癌大体肿瘤体积(gross tumor volume of nasopharyngeal carcinoma,GTVnx)进行自动勾画,以期提高靶区勾画的精度和效率。方法:回顾性收集T3~4期鼻咽癌患者的CT、MRI(脂肪抑制T2加权和增强T1加权)和PET-CT图像。将多模态图像输入Multi-Encoder U-net进行多组模型训练和测试。采用dice相似系数(dice similarity coefficient,DSC)和HD95定量分析GTVnx的自动勾画结果。结果:对比不同策略模块的试验结果,显示‘Cross-Y’S Net多模态图像深度学习网络自动勾画测试结果最佳,DSC为0.665±0.045,HD95为5.17±3.34。结论:基于多模态图像CT、MRI和PET-CT提供的优势互补信息进行深度学习,在定位CT图像上完成鼻咽癌放疗肿瘤靶体积的自动勾画,有望提高靶区勾画的精度和效率,增强临床应用的信心。随着人工智能和影像学技术的不断发展,未来会更好地适应肿瘤放疗的需求。 展开更多

关键词 鼻咽癌 放射治疗 深度学习 自动勾画 多模态影像 Multi-Encoder U-net

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细胞外囊泡分离与检测技术专家共识 被引量：1

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作者 中国研究型医院学会细胞外囊泡研究与应用专业委员会 中华医学会检验医学分会分子诊断学组 +24 位作者 李博 张晔 王通 吕林莉 颜晓梅 汪决 蔡志坚 陈刚 陈熹 付清玲 刘飞 刘婷姣 钱晖 徐文华 杨露 尹航 张鹏 赵可伟 邹和群 黄依瑶 潘炜伦 刘春辰 欧子豪 郑磊 王前 《中华检验医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期852-863,共12页

细胞外囊泡是细胞间传递信息的重要载体,在人体病理生理过程中发挥着重要作用,在液体活检领域也有巨大潜力。然而,目前细胞外囊泡分离与检测技术多样,各有优缺点。因此,建立细胞外囊泡分离与检测技术专家共识,对于推动EV的研究转化与临... 细胞外囊泡是细胞间传递信息的重要载体,在人体病理生理过程中发挥着重要作用,在液体活检领域也有巨大潜力。然而,目前细胞外囊泡分离与检测技术多样,各有优缺点。因此,建立细胞外囊泡分离与检测技术专家共识,对于推动EV的研究转化与临床应用具有重要价值。本共识由中国研究型医院学会细胞外囊泡研究与应用专业委员会和中华医学会检验医学分会分子诊断学组共同编写,汇聚了来自检验医学、基础医学、临床医学、分析化学、生物学和材料科学等多个相关领域专家的观点和经验,详细阐述了常用细胞外囊泡分离与检测技术及其不同应用场景,并进一步指明了细胞外囊泡临床应用转化的关键技术要点。 展开更多

关键词 细胞外囊泡 分离技术 检测技术 专家共识

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多聚腺嘌呤DNA探针及其生物传感应用 被引量：1

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作者 李兰英 陶晴 +4 位作者 闻艳丽 王乐乐 郭瑞妍 刘刚 左小磊 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2023年第6期681-690,共10页

与传统的巯基DNA探针相比,多聚腺嘌呤DNA探针(polyA DNA探针)无需特别化学修饰,具有合成简单、成本低、稳定性好等优点,利用自身polyA嵌段与金的相互作用即可达到捕获探针在金表面的紧凑和有序自组装的目的,实现了识别和探针固定功能的... 与传统的巯基DNA探针相比,多聚腺嘌呤DNA探针(polyA DNA探针)无需特别化学修饰,具有合成简单、成本低、稳定性好等优点,利用自身polyA嵌段与金的相互作用即可达到捕获探针在金表面的紧凑和有序自组装的目的,实现了识别和探针固定功能的一体化,在生物传感领域受到广泛关注.本综述首先介绍了polyA DNA探针与金相互作用机理研究,随后分别介绍了polyA DNA探针在比色、荧光、表面增强拉曼散射和电化学生物传感中的研究进展,并探讨了polyA DNA探针在生物传感领域面临的机遇和挑战,以期为食品安全、环境监控、生物医学等领域的进一步发展提供参考. 展开更多

关键词 多聚腺嘌呤DNA探针 自组装 生物传感器 生物标志物

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基于DNA的细胞膜功能化 被引量：1

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作者 刘江波 王丽华 左小磊 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1067-1074,共8页

细胞膜在细胞与外界环境间的物质运输、能量转换和信息传递等过程中起着重要作用,研究和控制细胞膜上的分子的相互作用,对理解和操控细胞的生理功能具有重要意义。脱氧核糖核酸(Deoxyribonucleic acid,DNA)分子具有精确自组装和可编程... 细胞膜在细胞与外界环境间的物质运输、能量转换和信息传递等过程中起着重要作用,研究和控制细胞膜上的分子的相互作用,对理解和操控细胞的生理功能具有重要意义。脱氧核糖核酸(Deoxyribonucleic acid,DNA)分子具有精确自组装和可编程的特性,是一种研究生物膜分子相互作用的新工具。本综述中,我们概括了DNA分子修饰细胞膜的方法,随后介绍了基于DNA分子的监测、控制细胞膜分子相互作用的工作以及DNA分子介导细胞连接的研究,并分析了上述研究的局限性。最后,我们对基于DNA的细胞膜功能化研究进行总结与展望,以期促进对细胞膜功能的新认识,获得控制细胞功能的新方法。 展开更多

关键词 DNA 修饰 细胞膜 功能化

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单碱基多样性的非测序检测

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作者 徐天启 尹芳菲 +1 位作者 张晓华 左小磊 《化学通报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期497-507,共11页

单碱基多样性(SNP)是最常见的基因突变形式之一,经研究证明与很多疾病相关。虽然测序是检测SNP的重要方法,但其需要检测仪器,且检测时间较长,限制了其临床应用。本文综述了SNP的常见非测序分析方法。首先讨论了检测的热力学问题,并归纳... 单碱基多样性(SNP)是最常见的基因突变形式之一,经研究证明与很多疾病相关。虽然测序是检测SNP的重要方法,但其需要检测仪器,且检测时间较长,限制了其临床应用。本文综述了SNP的常见非测序分析方法。首先讨论了检测的热力学问题,并归纳了三类主要的检测策略:基于杂交的检测、基于链取代反应的检测和酶介导的检测。在三维均相检测方法中,主要介绍了不同信号开关策略,如荧光开关、酶识别开关和场效应开关。三维原位检测不仅能检测SNP,还能提供其细胞定位信息,在细胞异质性较高时更具优势。二维界面检测的识别反应速率和杂交效率受到一定影响,但界面检测能进一步减小干扰,亦便于实现高通量检测;以DNA正四面体探针界面为代表的改良界面具有优良的灵敏度和特异性。同时,本文亦讨论了现有方法的局限性,并对SNP非测序检测研究进行展望。 展开更多

关键词 单碱基多样性 非测序检测 均相检测 原位检测 界面检测

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