DNA逻辑门无酶信号放大传感分析方法的构建和检测miRNA的应用
发布时间：2021-12-16 07:58
小分子核糖核酸（miRNA）是一种进化保守的家庭内生19-22元长非编码RNA,参与转录后的调控以及参与细胞的分化、增殖、凋亡、代谢,在多种生理和病理过程的作用是实现重大疾病的精准早期诊断和预后基因治疗。本论文工作采用表面增强拉曼检测技术（Surface-enhanced Raman scattering,SERS）,以微流控芯片为集成平台将DNA无酶信号放大方法引入DNA逻辑门中,构建了新型功能化DNA无酶信号放大逻辑系统,实现了一系列逻辑运算,并将逻辑运算应用于miRNA的检测中,实现了高灵敏高选择性的miRNA检测在此基础上,进一步将靶引发级联反应DNA机器引入逻辑门运算中,设计了新型的级联反应DNA纳米机器逻辑门平台,结合SERS和荧光技术,对肿瘤细胞中的miRNA进行双模式信号成像分析并实现沉默基因的输出和治疗。本论文包括以下两个部分:（1）采用SERS技术和DNA无酶信号放大技术,以微流控芯片为集成平台,本论文构建了一种新型功能化DNA无酶信号放大逻辑系统。在逻辑门转换单元中构建了一种以折扇型结构为主体的置换反应区,首次引入了无酶链替代循环反应,提高反应信号响应。在此基础上...
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
原位滚动环转录同步机制（RCTsm）检测miRNA原理图[36]
DNA逻辑门无酶信号放大传感分析方法的构建和检测miRNA的应用4图1-1原位滚动环转录同步机制（RCTsm）检测miRNA原理图[36]Figure1-1SchematicdiagramofmiRNAdetectionbyinsiturollingringtranscriptionsynchronizationmechanism(RCTsm)[36]Pan等人[37]将锁核酸（LNA）修饰的DNA探针固定在磁珠上，并通过选择性杂交和随后的磁分离测试从样品基质中分离目标miRNA。此外，LNA修饰的探针显示出高的核酸酶抗性，适用于复杂样品分析。为了提高检测灵敏度，引入了聚合酶辅助的miRNA聚腺苷酸化的信号放大，设计了通过甲酸水解扩展的靶标miRNA和HPLC-FD测定游离腺嘌呤的方法。该方法可以对生物学样品（即牛血清和细胞裂解液）中的miRNA-21进行定量检测。图1-2基于信号开启策略的HPLC-FD定量分析miRNA[37]。Figure1-2QuantitativeassayofmiRNAsbyHPLC-FDbasedonasignal-onstrategy[37].MiRNA对于转录后基因调控至关重要。Zhang等人[38]合成了一种新型的双二茂铁生物标志物，将其放置在发夹DNA的两端，从而产生了高效扩增信号的探针。开发了基于CHA和双二茂铁的双扩增miRNA电化学生物传感器。首先将Au电极固定在DNA1（H1）
青岛科技大学研究生学位论文5上。然后，靶标miRNA与H1杂交以打开其发夹结构，并暴露隐藏序列以进一步补充H2。发夹DNA结构（H2）在DNA序列的5"和3"末端具有两个双二茂铁单元。作为进一步的H2杂交的结果，靶从H1靶的双链结构转移并用于随后的杂交，导致大量的H2-H1双链结构附着在Au电极表面上。因此，在H2的5"末端标记的越来越多的双二茂铁接近Au电极。此外，由于H2的3"端存在大量未杂交的T碱基，固定在H2的3"末端的双二茂铁也靠近Au电极。该电化学生物传感器以高特异性扩增实行了miRNA的检测。图1-3基于催化发夹装配和新型双二茂铁标记的miRNA检测电化学生物传感器[38]。Figure1-3TheelectrochemicalbiosensorbasedoncatalytichairpinassemblyandnovelbisferrocenelabelingformiRNAdetection[38].He等人[39]提出了一种非标记和KF辅助的双链延伸信号扩增手段，用于灵敏地检测miRNA-155。靶标miRNA-155序列与发夹探针杂交，以在另一个发夹和部分双链体的辅助下触发两个随后的链延伸反应，并与KF酶和dNTPs共存。这导致形成大量G-四链体序列，这些序列可以与ThT染料结合，提高荧光强度，从而实现对miRNA-155的高度灵敏检测。与其他方法相比，该方法具有两个明显的优势。首先，未经修饰的核酸探针用于实现miRNA的完全非标记检测。第二，两条链延伸回收利用含义的整合显示了检测fM水平的miRNA-155的高灵敏度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Enzyme-free and multiplexed micro RNA detection using micro RNA-initiated DNA molecular motor[J]. Hui Wang,Honghong Wang,Chenghui Liu,Xinrui Duan,Zhengping Li. Science China（Chemistry）. 2016(01)
本文编号：3537782
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
原位滚动环转录同步机制（RCTsm）检测miRNA原理图[36]
DNA逻辑门无酶信号放大传感分析方法的构建和检测miRNA的应用4图1-1原位滚动环转录同步机制（RCTsm）检测miRNA原理图[36]Figure1-1SchematicdiagramofmiRNAdetectionbyinsiturollingringtranscriptionsynchronizationmechanism(RCTsm)[36]Pan等人[37]将锁核酸（LNA）修饰的DNA探针固定在磁珠上，并通过选择性杂交和随后的磁分离测试从样品基质中分离目标miRNA。此外，LNA修饰的探针显示出高的核酸酶抗性，适用于复杂样品分析。为了提高检测灵敏度，引入了聚合酶辅助的miRNA聚腺苷酸化的信号放大，设计了通过甲酸水解扩展的靶标miRNA和HPLC-FD测定游离腺嘌呤的方法。该方法可以对生物学样品（即牛血清和细胞裂解液）中的miRNA-21进行定量检测。图1-2基于信号开启策略的HPLC-FD定量分析miRNA[37]。Figure1-2QuantitativeassayofmiRNAsbyHPLC-FDbasedonasignal-onstrategy[37].MiRNA对于转录后基因调控至关重要。Zhang等人[38]合成了一种新型的双二茂铁生物标志物，将其放置在发夹DNA的两端，从而产生了高效扩增信号的探针。开发了基于CHA和双二茂铁的双扩增miRNA电化学生物传感器。首先将Au电极固定在DNA1（H1）
青岛科技大学研究生学位论文5上。然后，靶标miRNA与H1杂交以打开其发夹结构，并暴露隐藏序列以进一步补充H2。发夹DNA结构（H2）在DNA序列的5"和3"末端具有两个双二茂铁单元。作为进一步的H2杂交的结果，靶从H1靶的双链结构转移并用于随后的杂交，导致大量的H2-H1双链结构附着在Au电极表面上。因此，在H2的5"末端标记的越来越多的双二茂铁接近Au电极。此外，由于H2的3"端存在大量未杂交的T碱基，固定在H2的3"末端的双二茂铁也靠近Au电极。该电化学生物传感器以高特异性扩增实行了miRNA的检测。图1-3基于催化发夹装配和新型双二茂铁标记的miRNA检测电化学生物传感器[38]。Figure1-3TheelectrochemicalbiosensorbasedoncatalytichairpinassemblyandnovelbisferrocenelabelingformiRNAdetection[38].He等人[39]提出了一种非标记和KF辅助的双链延伸信号扩增手段，用于灵敏地检测miRNA-155。靶标miRNA-155序列与发夹探针杂交，以在另一个发夹和部分双链体的辅助下触发两个随后的链延伸反应，并与KF酶和dNTPs共存。这导致形成大量G-四链体序列，这些序列可以与ThT染料结合，提高荧光强度，从而实现对miRNA-155的高度灵敏检测。与其他方法相比，该方法具有两个明显的优势。首先，未经修饰的核酸探针用于实现miRNA的完全非标记检测。第二，两条链延伸回收利用含义的整合显示了检测fM水平的miRNA-155的高灵敏度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Enzyme-free and multiplexed micro RNA detection using micro RNA-initiated DNA molecular motor[J]. Hui Wang,Honghong Wang,Chenghui Liu,Xinrui Duan,Zhengping Li. Science China（Chemistry）. 2016(01)
本文编号：3537782
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3537782.html
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