PDGF-BB是人体血小板中含的一种生长因子蛋白，它跟许多肿瘤细胞的生长恶化过程有着密切的关系。p53基因是一种抗癌基因,当其发生基因突变时，细胞分裂将失去节制，从而引发癌变。快速灵敏的蛋白质分析和基因序列检测对于实现癌症的早期诊断与治疗有着及其重要的意义。目前，已经有很多科研工作者致力于这两种癌症标记物的单独研究。如何通过设计一个多功能探针实现不同目标物的检测，尽管这方面的研究具有诱人的吸引力，但同时也面临着极大的挑战。

近期，湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室的吴再生老师及其课题组成员开发了一种用于均相平行检测PDGF-BB和p53 gene序列的荧光双功能核酸探针。该方案通过引入恒温循环链置换聚合反应(ICSDP)，使其分析性能得到了明显的提高。一般而言，根据启动循环扩增反应因素的不同，ICSDP可分为核酸循环链置换聚合反应（CNDP）和非核酸循环链置换聚合反应（CCDP）。CCDP在该工作中作为一个新的概念被提出，它弥补了常规的CNDP在非核酸分析体系中的局限性，使得ICSDP技术拓展到适配子（Aptamer）分析体系。基于CNDP和CCDP的信号放大效应，该双功能核酸探针表现出了灵敏度高，选择性好，操作简便，响应快速等优点。该工作已被Analytical Chemistry所报道 [1] 。

在设计这个双功能探针序列时，他们在PDGF适配体基本序列的3’末端外延伸了一段与p53目标DNA互补的识别序列。为了引入恒温聚合扩增反应并保证该反应仅在目标物存在时方能启动，他们在3’末端加入了一段跟primer互补的序列antiprimer。通过这种设计，当目标物不存在时，antiprimer与PDGF 适配体 3’末端的部分基本序列互补杂交，形成一个环部包括p53目标识别序列的发夹结构，该结构限制了primer与双功能探针的杂交反应，从而阻止了循环聚合反应的发生。为了将目标的特异性识别反应过程转化为可检测的荧光信号，他们在双功能探针的中间部分和3’末端分别标记了FAM荧光基团和DABCY淬灭基团。当双功能探针处于原始的自由状态时，3’末端的发夹结构使得FAM 和DABCY彼此靠近，荧光淬灭。

当在分析体系中加入PDGF-BB后，目标分子的特异性结合促使双功能探针的PDGF适配体区域折叠成三茎环结构，由此解放出探针3’末端的antiprimer。由此， 荧光基团和淬灭基团彼此远离，恢复了小量的荧光信号。在这种情况下，primer能够跟antiprimer互补杂交，然后在聚合酶的作用下，以dNTPs为原料，以信号探针为模板，进行从3’端到5’端的聚合反应。延伸产物与双功能探针形成刚性的双螺旋结构，使双功能探针被完全拉直，从而导致荧光信号充分的恢复。更重要的是，在聚合反应中被置换下来的目标蛋白，可以重新跟另一个自由的双功能探针结合，引发新的一轮的恒温聚合反应，这就实现了目标信号的多重放大，也就是实现了CCDP。 在这个循环聚合反应中，双功能探针充当了识别元件、聚合反应模板、及荧光信号报告探针等角色，而目标蛋白则作为循环聚合反应的启动子。 由于CCDP的引入，使得一个目标蛋白分子可以引发多次循环聚合反应，增强了检测信号，从而提高了检测探针的灵敏度。

类似地，在p53目标序列分析体系中，目标序列与双功能探针发生互补杂交，使3’末端的发夹结构得以打开，由此解放出来的antiprimer引发了循环链置换聚合反应CNDP。实验证明，CNDP的引入，使分析体系的灵敏度和选择性得到明显的提高。

该论文第一次报道了将CCDP应用于蛋白质-适配体的分析体系中，并结合经典的CNDP技术实现了双功能探针对PDGF-BB和p53 序列这两种癌症标记物的均相平行检测。当目标物存在时，双功能探针由于目标分子的特异性结合而发生了分子构型转换，从而产生可检测的荧光信号。由于循环聚合扩增反应的引入，该分析体系的响应性能得到了明显的提高。实验证明该双功能探针在复杂的血清样品环境中仍能表现出令人满意的分析性能。由于具有响应快、灵敏度高、选择性好等优点，该分析方案有望应用于蛋白分析和癌症诊断等领域。