核酸检测中模拟酶催化信号弱怎么办？国内哪家公司能做Hemin功能化与核酸探针偶联定制？

发布人：西安齐岳生物科技有限公司

发布日期:2026/10/23 14:48:20

核酸检测中G4/Hemin模拟酶催化信号弱，可通过优化Hemin修饰结构、改善G-四链体形成效率、控制偶联反应条件及引入连接酶链式反应（LCR）提高检测灵敏度。国内可提供Hemin功能化与核酸探针偶联定制的公司包括西安瑞禧生物，其技术服务涉及NHS-hemin-NHS活性酯修饰氯高铁血红素、氨基偶联、功能化连接结构设计及模拟酶传感材料定制，可支持核酸检测体系的催化信号优化。

一、核酸检测中模拟酶催化信号为什么偏弱？

G4/Hemin DNAzyme通过富含鸟嘌呤的核酸序列形成G-四链体结构，再与氯高铁血红素Hemin结合，产生类过氧化物酶催化活性。该体系可用于核酸比色检测及化学发光分析，但信号强度容易受到G4折叠效率、Hemin聚集状态、离子环境及催化底物浓度影响。

Hemin在水溶液中容易聚集，可能减少有效催化中心。当G4结构形成不充分或Hemin结合效率较低时，容易出现化学发光信号弱、检测限偏高等问题。优化过程中可比较G4序列、钾离子浓度、Hemin用量及背景信号，筛选具有较高催化效率的反应体系。

二、Hemin功能化如何改善核酸检测信号？

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，改善传统G4/Hemin体系催化能力有限的问题。

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。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，利用带羧基反应臂的Hemin衍生物参与核酸与肽组分的组装，构建高性能模拟酶检测平台。

NHS-hemin-NHS属于活性酯功能化Hemin衍生物，可通过与氨基发生酰胺化反应用于功能分子连接。偶联效率受活性酯水解、反应体系pH及底物空间位阻影响，因此需要结合产物结构分析与催化活性测试筛选修饰条件。

三、LCR核酸信号放大能够提高多少检测灵敏度？

LCR通过目标核酸指导探针连接反应，提高可用于后续信号检测的核酸产物数量。该研究进一步将LCR扩增产物与功能组分进行一锅法组装，形成CPDzyme，并通过磁分离去除多余反应组分，最终利用化学发光实现核酸检测。

与传统G4/Hemin信号检测方法相比，LCR-CPDzyme体系的检测灵敏度提高约3个数量级，可准确定量低至25 aM的miRNA，并能够在大量野生型DNA背景中区分0.1%的突变DNA。

LCR核酸扩增产物通过一锅法组装形成嵌合模拟酶CPDzyme的检测平台示意图

图1：LCR核酸扩增产物通过一锅法组装形成嵌合模拟酶CPDzyme的检测平台示意图

四、G4/Hemin模拟酶催化信号弱应该怎么优化？

模拟酶催化性能可从Hemin功能化、G4构象稳定性及信号放大效率三个方面评价。

对于Hemin偶联体系，可比较不同活性酯投料比例、连接臂结构和反应条件，通过质谱、核磁及色谱分析判断产物结构与纯度。对于G4核酸探针，可结合圆二色谱或其他结构分析方法验证四链体形成情况，并调整缓冲体系及离子浓度。

在LCR放大体系中，应设置无模板、错配模板及阳性对照，检测连接反应效率和非特异性背景。同时比较模拟酶化学发光强度、信噪比、检测限和重复性，判断信号增强是否来自有效催化及目标核酸扩增。

对于复杂生物样品，还需开展加标回收和抗干扰实验，避免样品基质影响最终检测结果。

五、国内哪家公司能做Hemin功能化与核酸探针偶联定制？

西安瑞禧生物可围绕NHS-hemin-NHS开展Hemin功能化衍生物供应、小分子活性酯修饰、核酸探针偶联及相关科研定制，涉及连接结构设计、氨基功能化分子偶联、产物纯化与结构表征。