納米結(jié)構(gòu)輔助的恒溫?cái)U(kuò)增反應(yīng)的設(shè)計(jì)及其在生物傳感器中的應(yīng)用.pdf

1、實(shí)現(xiàn)高靈敏，高特異，快速，準(zhǔn)確以及高通量的生物標(biāo)志物檢測(cè)，對(duì)癌癥的診斷，治療，預(yù)防，以及分子生物學(xué)的研究有著極其重要的科學(xué)意義。由于恒溫?cái)U(kuò)增反應(yīng)具有靈敏度高，操作簡(jiǎn)便，應(yīng)用范圍廣等優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)被科學(xué)家們廣泛應(yīng)用于生物傳感器的制備和應(yīng)用中。在這一研究背景下，本課題利用交叉學(xué)科的技術(shù)手段，致力于設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)高效能的生物傳感器，并將其應(yīng)用于臨床檢驗(yàn)中。通過(guò)利用一些納米結(jié)構(gòu)，比如分子信標(biāo)探針，納米金，和石墨烯等，可以極大的改善恒溫?cái)U(kuò)增反應(yīng)的性能，

2、提高其應(yīng)用能力。本論文的主要研究?jī)?nèi)容包括以下四個(gè)方面：
　　1.設(shè)計(jì)了一種雙標(biāo)記的納米金探針，首次提出了一個(gè)雙向四態(tài)的分析理論用于檢測(cè)尿液樣本中的端粒酶，并進(jìn)一步用于膀胱癌的診斷。本方法的多態(tài)性表現(xiàn)在，對(duì)于不同活性和濃度的端粒酶，納米金會(huì)表現(xiàn)出四種狀態(tài)：沉淀，紅色透明，紫色，以及藍(lán)色。雙向性表現(xiàn)在，納米金的四態(tài)和其對(duì)應(yīng)的A650/A520的比值是雙向的，類似于坐標(biāo)軸。A650/A520比值最小的是紅色的納米金，代表原點(diǎn)。隨著沉淀越

3、來(lái)越明顯，A650/A520比值增大，這個(gè)代表正方向。隨著納米金顏色由紫色變成藍(lán)色，A650/A520比值也在增大，這個(gè)代表負(fù)方向。基于這一策略，我們檢測(cè)了18例臨床尿液樣本（包括正常人，炎癥患者，以及膀胱癌病人），證明了本方法具有很好的臨床診斷能力。
　　2.首次完成了利用納米金監(jiān)測(cè)復(fù)雜環(huán)境中的鏈置換擴(kuò)增反應(yīng)。隨著鏈置換擴(kuò)增反應(yīng)的充分進(jìn)行，肉眼可以觀測(cè)到納米金由藍(lán)色到紅色的變化。另外對(duì)靶分子參與反應(yīng)的14個(gè)位點(diǎn)的堿基進(jìn)行點(diǎn)改變，

4、發(fā)現(xiàn)這14條具有點(diǎn)突變的序列并不能使得納米金的顏色發(fā)生變化，說(shuō)明本方法具有很好的檢測(cè)點(diǎn)突變的能力。另外本方法在復(fù)雜環(huán)境中也可以順利進(jìn)行，具有較好的實(shí)用性。本研究極大地拓寬了鏈置換擴(kuò)增反應(yīng)的應(yīng)用范圍。
　　3.為了能夠提高癌癥早期診斷的準(zhǔn)確性，我們提出了單體系雙標(biāo)志物檢測(cè)的方法。本方法可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì) miRN A和端粒酶的檢測(cè)。通過(guò)利用切刻酶引發(fā)的擴(kuò)增反應(yīng)，以及對(duì)DNA序列的巧妙設(shè)計(jì)，我們成功的將端粒酶的延伸反應(yīng)以及miRNA誘發(fā)的

5、滾環(huán)擴(kuò)增反應(yīng)合二為一，并且將檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行了放大。另外本方法還用到了石墨烯來(lái)降低背景信號(hào)，以達(dá)到更好的檢出效果。通過(guò)對(duì)近300例病人尿液樣本的分析，結(jié)果證明，和miRNA檢測(cè)或端粒酶的檢測(cè)方法相比，miRN A和端粒酶雙檢的方法不僅具有較高的靈敏度，而且特異度也大大的提高了。尤其是本方法可以對(duì)浸潤(rùn)性和非浸潤(rùn)性的膀胱癌病人進(jìn)行區(qū)分，從而為癌癥的早期診斷提供了新思路。
　　4.為了實(shí)現(xiàn)快速高靈敏度的檢測(cè)miRNA，我們提出了一種基于恒溫