基于質(zhì)譜的疾病標(biāo)記物高靈敏度生物傳感新方法研究.pdf

1、近年來，生物傳感與生化分析新方法的研究進(jìn)展，極大地推動(dòng)了分析化學(xué)與生命科學(xué)的學(xué)科發(fā)展，在分析化學(xué)和生命科學(xué)的交叉領(lǐng)域，無論在科學(xué)研究方面還是實(shí)際應(yīng)用都發(fā)揮著越來越重要的作用。質(zhì)譜技術(shù)是近些年來發(fā)展迅速的生物分析技術(shù)之一。質(zhì)譜作為生物活性分子的檢測(cè)手段，具有多種優(yōu)點(diǎn):高靈敏度，可測(cè)定納摩爾以下物質(zhì)的量;快速，數(shù)分鐘內(nèi)即可完成測(cè)試;能同時(shí)提供精確分子質(zhì)量和結(jié)構(gòu)信息;既可以定性分析，也可以用于定量分析;有效地與各種色譜分離技術(shù)聯(lián)用。質(zhì)譜的特點(diǎn)

2、可以概括為靈敏、快速、專一、高通量，充分展示了質(zhì)譜比其它方法優(yōu)越。本論文以質(zhì)譜為研究平臺(tái)，建立了多種生物傳感新方法。以具有重要生物功能和研究意義以及重大疾病相關(guān)的生物標(biāo)志物為研究對(duì)象，發(fā)展了一系列簡(jiǎn)單、快速、成本低、穩(wěn)定性好，且具有高靈敏度、高選擇性和高通量的新型生物傳感方法。研究論文的主要內(nèi)容如下:
　　第2章提出了DNA目標(biāo)序列碎片化質(zhì)譜檢測(cè)DNA甲基化水平的方法。無需經(jīng)過鏈擴(kuò)增方法，將目標(biāo)DNA鏈水解后釋放出單個(gè)堿基，單個(gè)堿

3、基的質(zhì)譜靈敏度遠(yuǎn)高于DNA鏈的質(zhì)譜靈敏度。納升電噴霧離子源(Nano ESI)的流速遠(yuǎn)低于毫升/分鐘，離子化效率同時(shí)得到大大提高。結(jié)合Nano ESI，DNA水解物由流動(dòng)注射直接進(jìn)樣并質(zhì)譜檢測(cè)，5-甲基胞嘧啶(5mC)的檢出限達(dá)0.11 pM。采用經(jīng)濟(jì)的甲酸水解法，水解效率高，便于實(shí)現(xiàn)。DNA水解物混合溶液無需經(jīng)過色譜分離即可高靈敏度檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)操作過程簡(jiǎn)單，快捷。以前列腺癌相關(guān)基因的CpG島特定序列為研究對(duì)象，通過質(zhì)譜準(zhǔn)確測(cè)定了20個(gè)臨

4、床組織樣本的甲基化水平。
　　第3章將目標(biāo)序列碎片化質(zhì)譜檢測(cè)的方法應(yīng)用到DNA重復(fù)序列拷貝數(shù)的檢測(cè)中。重復(fù)序列的動(dòng)態(tài)突變不僅可以發(fā)生在上代的生殖細(xì)胞中從而遺傳至下一代，也可在當(dāng)代的體細(xì)胞中發(fā)生突變。研究已發(fā)現(xiàn)，重復(fù)序列的動(dòng)態(tài)突變與多種神經(jīng)性疾病相關(guān)，是當(dāng)前研究熱點(diǎn)之一。利用PCR擴(kuò)增方法提高目標(biāo)重復(fù)序列的濃度，PCR引物上標(biāo)記生物素。鏈霉親和素磁珠與PCR產(chǎn)物中的生物素結(jié)合，目標(biāo)重復(fù)序列被磁珠捕獲純化。隨后，目標(biāo)重復(fù)序列從磁珠上釋

5、放下來，甲酸水解。得到的水解物以質(zhì)譜檢測(cè)，胞嘧啶堿基的檢測(cè)限為18.23 fM。測(cè)定單個(gè)CAG拷貝數(shù)時(shí)，所需基因組DNA最小量為0.07μg，完全滿足臨床檢測(cè)要求。
　　第4章以脂質(zhì)體納米粒子對(duì)蛋白質(zhì)疾病標(biāo)記物進(jìn)行標(biāo)記，實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)的高靈敏度免疫質(zhì)譜檢測(cè)。蛋白質(zhì)疾病標(biāo)記物在臨床醫(yī)學(xué)上具有非常重要的作用，是指示疾病發(fā)生、疾病狀態(tài)以及疾病變化的重要指標(biāo)。但是一些蛋白質(zhì)含量非常低，特別是在血液、尿液等基質(zhì)復(fù)雜的樣品中，檢測(cè)難度大。磷脂酰膽

6、堿類磷脂易于電離，質(zhì)譜靈敏度高。將其制備成脂質(zhì)體，并對(duì)目標(biāo)蛋白質(zhì)進(jìn)行標(biāo)記編碼，不僅可以對(duì)目標(biāo)蛋白進(jìn)行信號(hào)放大，也可以同時(shí)檢測(cè)多組分目標(biāo)蛋白質(zhì)。通過磁珠捕獲臨床樣本中待測(cè)蛋白質(zhì)，并加入已標(biāo)記檢測(cè)抗體的脂質(zhì)體，得到免疫夾心復(fù)合物。無需移去磁珠，以基質(zhì)輔助激光解吸-飛行時(shí)間質(zhì)譜儀(MALDI-TOF)直接檢測(cè)磁珠上的脂質(zhì)體，從而得知目標(biāo)蛋白質(zhì)的濃度。前列腺特異性抗原(PSA)與癌胚抗原(CEA)的檢出限分別為0.03 ng/mL和0.2 ng

7、/mL，能夠有效區(qū)分臨床正常值與異常值，在臨床樣本的檢測(cè)中也證實(shí)了方法的可行性。質(zhì)譜提供的精確質(zhì)量數(shù)提高了對(duì)蛋白質(zhì)的鑒定能力，避免了酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定(ELISA)所存在的假陽性結(jié)果。
　　第5章開發(fā)了目標(biāo)核酸的超靈敏質(zhì)譜計(jì)數(shù)檢測(cè)方法。在疾病癥狀尚未出現(xiàn)前，人體中已存在極微量的核酸生物標(biāo)記物，是臨床上極為重要的診斷指標(biāo)。但是，現(xiàn)有的分析方法難以檢測(cè)到超低含量的核酸標(biāo)記物?？梢?，建立超靈敏的核酸檢測(cè)方法顯得尤為迫切以及重要。脂質(zhì)體具有