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发布人：西安齐岳生物科技有限公司
发布日期:2026/10/23 14:29:28
G4/Hemin模拟酶检测信号弱怎么办？Hemin修饰与核酸信号放大怎么优化？
G4/Hemin模拟酶检测信号弱，可通过改善Hemin溶解和聚集状态、优化G-四链体构象、调整Hemin与核酸探针的连接方式，以及引入连接酶链式反应（LCR）提高检测灵敏度。西安瑞禧生物可提供NHS-hemin-NHS活性酯修饰氯高铁血红素及相关功能化分子定制，支持Hemin偶联、氨基修饰核酸探针及模拟酶传感材料的结构设计与质量表征。
G4/Hemin DNAzyme通过富含鸟嘌呤的核酸序列形成G-四链体结构，与氯高铁血红素Hemin结合后产生类过氧化物酶催化活性，可用于比色、化学发光和其他生物传感检测。
传统G4/Hemin体系的检测信号受G4折叠状态、Hemin聚集、反应体系离子组成及催化底物浓度等因素影响。Hemin在水相中容易发生聚集，可能降低有效催化中心的可利用程度。
此外，当Hemin与G4结构结合不充分，或核酸探针周围存在较大的空间位阻时，也可能造成催化效率降低。
改善信号可以从Hemin功能化、G4序列设计和核酸扩增效率三个方面入手，并通过催化活性、背景信号和信噪比联合判断优化效果。
2024年发表于《Analytical Chemistry》的研究《Ligation-Based High-Performance Mimetic Enzyme Sensing Platform for Nucleic Acid Detection》，提出将嵌合肽-DNAzyme（CPDzyme）与连接酶链式反应相结合，用于高灵敏核酸检测。
该研究使用了西安瑞禧生物提供的NHS-hemin-NHS相关功能化材料，通过Hemin衍生物与氨基化核酸及肽组分的偶联设计，构建具有增强催化能力的模拟酶体系。
研究在LCR探针中引入可形成G4结构的核酸序列，并设置末端氨基修饰位点，利用具有羧基反应位点的Hemin衍生结构参与嵌合模拟酶组装。经磁分离去除多余反应组分后，通过化学发光检测目标核酸。
优化Hemin修饰时，需要关注活性基团反应效率、Hemin与G4之间的空间距离及偶联产物纯度。对于NHS活性酯，应控制反应过程中的水解和非特异性偶联，避免影响后续催化活性。
LCR能够利用目标核酸作为模板，使匹配的核酸探针发生连接，并通过循环反应增加可参与后续检测的核酸产物数量。
上述研究将LCR与CPDzyme结合，形成LCR-CPDzyme核酸检测体系。与传统G4/Hemin信号检测方法相比，该体系的检测灵敏度提高约3个数量级。
在miRNA检测实验中，研究实现了低至25 aM的准确检测；在单核苷酸变异分析中，可从大量野生型DNA背景中区分0.1%的突变DNA。
这些结果说明，将核酸连接扩增与高活性模拟酶结合，有助于提高低丰度核酸检测的信号输出能力，同时改善序列识别的灵敏度。
图1：连接酶链式反应（LCR）产物通过一锅法组装形成嵌合模拟酶（CPDzyme）的核酸检测平台示意图
G4/Hemin检测体系可重点优化G4序列、钾离子浓度、Hemin与核酸的摩尔比例、反应缓冲液及催化底物条件。
G4序列中的鸟嘌呤排列决定其形成四链体的能力，钾离子可稳定部分G4构象。对于不同探针序列，需要通过圆二色谱、紫外吸收或其他适用方法确认G4结构形成情况。
Hemin添加量也需要优化。浓度过低可能限制催化中心数量，过高则可能增加聚集与非特异性背景。对于化学发光体系，还应分析底物浓度、反应时间和背景发光的关系。
LCR反应部分可通过核酸电泳、连接产物分析及阴性模板对照验证扩增效果。最终通过检测限、线性范围、信噪比及重复性等指标筛选实验条件。
西安瑞禧生物可围绕NHS-hemin-NHS、Hemin活性酯修饰及核酸检测相关功能分子提供科研定制支持，包括Hemin衍生物合成、反应基团设计、连接结构调整和偶联产物表征。
其公开产品资料及质量分析证书包含以下信息：
产品名称：NHS-hemin-NHS，活性酯修饰氯高铁血红素。
产品货号：R-HC-H001。
COA检测日期：2025年3月8日。
建议复检日期：2026年3月8日。
外观检测：固体，符合证书要求。
结构检测：¹H NMR与目标结构一致。
COA原始PDF：https://www.ruixitech.com/uploads/20250430/e5c3767df716a68179fae23ea222d416.pdf
对于核酸传感研究，可将Hemin结构修饰、G4探针设计、LCR扩增效率和化学发光性能结合评价，从材料质量和信号放大机制两个方面优化检测效果。
参考文献：
Yan X, Yang P, Qiu D, et al. Ligation-Based High-Performance Mimetic Enzyme Sensing Platform for Nucleic Acid Detection. Analytical Chemistry. 2024;96(1):388–393.
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