新型纳米材料基电化学DNA传感器的构建及其在KRAS基因检测中的研究
发布时间：2021-10-08 19:14
与癌症相关基因的分析检测对肿瘤早期筛查及治疗过程的动态监测具有非常重要的意义。鼠类肉瘤病毒癌基因（kirsten rat sarcoma viral oncogene,KRAS）突变状态是人非小细胞肺癌、结直肠癌等多种癌症所关注的研究热点之一,在癌症的靶向药物筛选研究中也发挥着关键作用,所以KRAS基因突变状态的检测至关重要。随着纳米技术与多学科领域的不断交叉渗透,基于生化传感的检测方法为体外诊断疾病标志物提供了新的思路。电化学检测方法的简便易行及高灵敏度使其在分子检测上具有很好的优势,本论文构建了一系列可用于KRAS基因检测的高灵敏电化学DNA生物传感器,为新型电化学DNA传感器的研究提供了新的思路和方法。主要研究工作如下:（1）构建了基于MoS2/MWCNTs-COOH的高灵敏电化学DNA传感器用于KRAS基因检测制备了MoS2/MWCNTs-COOH复合纳米材料并修饰到玻碳电极表面,将5’端氨基修饰的捕获探针分子通过酰胺共价键固定到MoS2/MWCNTs-COOH工作电极表面,并以亚甲基蓝做电活性指示剂,实现了对K...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
用于检测microRNA的电化学生物传感器检测原理图
重庆大学硕士学位论文4通过这种酶切辅助循环放大的方法使该传感器检测性能得到了提高，检测限达到了12.8fM，检测范围为0.02pM~2nM。图1.1用于检测microRNA的电化学生物传感器检测原理图Fig.1.1SchematicillustrationofelectrochemicalbiosensorformicroRNAdetection图1.2用于检测DNA的双信号比率电化学DNA生物传感器原理图Fig.1.2SchematicillustrationofratiometricelectrochemicalbiosensorforDNAdetectionYang等人[65]构建了一种基于三维ZnO/MoS2纳米材料的无标记电化学DNA传感器，并实现了对PML/RARA融合基因的灵敏检测，原理如图1.3所示。该传感器的检测范围为1.0×10-15M~1.0×10-6M，其检测限低至6.6×10-16M。玻碳电极上
1绪论5修饰的ZnO/MoS2不仅提高了电极的导电性和电极表面的电子传递效率，其三维结构也使得电极的比表面积增大，提高了电极表面DNA探针的反应平台，另外，ZnO带正电荷，这对DNA的固定也非常有利，通过纳米材料对电极表面进行改性使传感器的性能得到极大提高，灵敏度得以增强。图1.3用于PML/RARA融合基因检测的电化学生物传感器原理图Fig.1.3SchematicillustrationofelectrochemicalbiosensorforPML/RARAfusiongenedetectionNguyet等人[66]设计合成了一种核壳结构的CeO2-NR@Ppy复合纳米材料，构建了能应用于沙门氏菌（Salmonella）总DNA灵敏检测的新型电化学DNA传感器。其检测原理如图1.4所示，CeO2-NR@Ppy通过共价键合作用将捕获探针固定在修饰电极上，如果PCR检测样本中存在目的基因，那么目的基因和捕获探针会由于碱基互补作用而形成互补双链，所形成的双链会阻碍电极表面的电子传递，并且电极电阻会随目标序列浓度的增大而增大，最后通过电化学交流阻抗谱法（electrochemicalimpedancespectroscopy,EIS）对传感器的检测性能进行测定。研究结果表明，该传感器具有良好的灵敏度和选择性，检测限为0.084nM，检测范围为0.01~0.4nM，最后，此传感器也对实际样本进行了检测，并达到了很好的效果。核酸肿瘤标志物在人体中的含量非常低，因此还需要开发更加灵敏的检测方法。无论是以检测DNA还是RNA为目的所设计的传感器，其原理均立足于碱基互补配对原则。根据不同的分类方式，可以将其分为标记型与非标记型；酶型与无酶型。根据探针设计的类型不同还可以分成三明治型，Y型，四面体型等。无论采用那种方法，最终的目的都是构建一种超灵敏的、具备优良选择性和稳定性
【参考文献】：
期刊论文
[1]液体活检技术在肿瘤中的研究与应用进展[J]. 杨凌舸,罗鹏,陈士奇,王春萌. 肿瘤. 2018(11)
[2]CTC及ctDNA在非小细胞肺癌精准治疗中的进展[J]. 赵赫,燕飞虎,唐洁冰,陶冀. 现代肿瘤医学. 2018(19)
[3]液体活检在肺癌早期诊断中的研究进展[J]. 宋治鹏,刘洋. 中国肺癌杂志. 2018(08)
[4]放射性核素骨扫描和PET-CT诊断转移性骨肿瘤的临床价值[J]. 范贤东,廖梓宏,王安波. 当代医学. 2016(13)
[5]Thin-layered MoS2/polyaniline nanocomposite for highly sensitive electrochemical detection of chloramphenicol[J]. Huai-Yin Chen,Jin Wang,Le Meng,Tao Yang,Kui Jiao. Chinese Chemical Letters. 2016(02)
博士论文
[1]石墨烯和多孔碳纳米复合材料的制备及电化学性能研究[D]. 刘蕾.中国地质大学(北京) 2018
[2]循环肿瘤DNA测序的数据分析方法[D]. 陈实富.中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院) 2017
[3]非小细胞肺癌患者手术前后循环肿瘤DNA检测研究[D]. 郭楠楠.中国人民解放军医学院 2017
[4]MoS2/石墨烯复合纳米材料的制备及其电化学应用研究[D]. 叶剑波.浙江大学 2017
[5]基于功能化石墨烯新型DNA生物传感器的构建及在肿瘤检测中的研究[D]. 陈梅.重庆大学 2016
[6]DNA电化学生物传感器的构建及其生化分析新方法研究[D]. 高中锋.西南大学 2016
[7]KRAS基因突变预测非小细胞肺癌预后和疗效的Meta分析[D]. 潘巍.南京医科大学 2016
[8]基于链置换反应的分子识别和信号放大技术的建立及生物传感应用[D]. 朱静.山东大学 2015
硕士论文
[1]错配修复蛋白及Kras蛋白在子宫内膜样腺癌中的表达及意义[D]. 梁婷.南昌大学 2018
[2]真实世界68例晚期结直肠癌中医优势人群特征与基因突变动态趋势分析[D]. 徐钰莹.北京中医药大学 2018
[3]KRAS突变型结肠癌化疗耐药的新机制[D]. 丁欣.安徽医科大学 2018
[4]球状MoS2微粒及MoS2/RGO复合物的制备及其催化性能研究[D]. 李莹.天津理工大学 2018
[5]ctDNA在结直肠癌诊断中的应用研究[D]. 姬晓勇.华南理工大学 2017
[6]基于DNA链置换反应构建的电化学生物传感器在核酸检测中的应用[D]. 王思齐.湖北中医药大学 2017
[7]KRAS基因第12、13号密码子突变与肝内胆管癌临床病理的关系[D]. 陈超.湖南师范大学 2016
[8]基于链置换和目标循环信号放大技术的DNA生物传感器用于DNA和微小RNA的检测[D]. 吴冬枝.福建医科大学 2016
[9]二硫化钼—石墨烯复合纳米片的制备及电化学性能研究[D]. 张虹.哈尔滨理工大学 2016
本文编号：3424793
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
用于检测microRNA的电化学生物传感器检测原理图
重庆大学硕士学位论文4通过这种酶切辅助循环放大的方法使该传感器检测性能得到了提高，检测限达到了12.8fM，检测范围为0.02pM~2nM。图1.1用于检测microRNA的电化学生物传感器检测原理图Fig.1.1SchematicillustrationofelectrochemicalbiosensorformicroRNAdetection图1.2用于检测DNA的双信号比率电化学DNA生物传感器原理图Fig.1.2SchematicillustrationofratiometricelectrochemicalbiosensorforDNAdetectionYang等人[65]构建了一种基于三维ZnO/MoS2纳米材料的无标记电化学DNA传感器，并实现了对PML/RARA融合基因的灵敏检测，原理如图1.3所示。该传感器的检测范围为1.0×10-15M~1.0×10-6M，其检测限低至6.6×10-16M。玻碳电极上
1绪论5修饰的ZnO/MoS2不仅提高了电极的导电性和电极表面的电子传递效率，其三维结构也使得电极的比表面积增大，提高了电极表面DNA探针的反应平台，另外，ZnO带正电荷，这对DNA的固定也非常有利，通过纳米材料对电极表面进行改性使传感器的性能得到极大提高，灵敏度得以增强。图1.3用于PML/RARA融合基因检测的电化学生物传感器原理图Fig.1.3SchematicillustrationofelectrochemicalbiosensorforPML/RARAfusiongenedetectionNguyet等人[66]设计合成了一种核壳结构的CeO2-NR@Ppy复合纳米材料，构建了能应用于沙门氏菌（Salmonella）总DNA灵敏检测的新型电化学DNA传感器。其检测原理如图1.4所示，CeO2-NR@Ppy通过共价键合作用将捕获探针固定在修饰电极上，如果PCR检测样本中存在目的基因，那么目的基因和捕获探针会由于碱基互补作用而形成互补双链，所形成的双链会阻碍电极表面的电子传递，并且电极电阻会随目标序列浓度的增大而增大，最后通过电化学交流阻抗谱法（electrochemicalimpedancespectroscopy,EIS）对传感器的检测性能进行测定。研究结果表明，该传感器具有良好的灵敏度和选择性，检测限为0.084nM，检测范围为0.01~0.4nM，最后，此传感器也对实际样本进行了检测，并达到了很好的效果。核酸肿瘤标志物在人体中的含量非常低，因此还需要开发更加灵敏的检测方法。无论是以检测DNA还是RNA为目的所设计的传感器，其原理均立足于碱基互补配对原则。根据不同的分类方式，可以将其分为标记型与非标记型；酶型与无酶型。根据探针设计的类型不同还可以分成三明治型，Y型，四面体型等。无论采用那种方法，最终的目的都是构建一种超灵敏的、具备优良选择性和稳定性
【参考文献】：
期刊论文
[1]液体活检技术在肿瘤中的研究与应用进展[J]. 杨凌舸,罗鹏,陈士奇,王春萌. 肿瘤. 2018(11)
[2]CTC及ctDNA在非小细胞肺癌精准治疗中的进展[J]. 赵赫,燕飞虎,唐洁冰,陶冀. 现代肿瘤医学. 2018(19)
[3]液体活检在肺癌早期诊断中的研究进展[J]. 宋治鹏,刘洋. 中国肺癌杂志. 2018(08)
[4]放射性核素骨扫描和PET-CT诊断转移性骨肿瘤的临床价值[J]. 范贤东,廖梓宏,王安波. 当代医学. 2016(13)
[5]Thin-layered MoS2/polyaniline nanocomposite for highly sensitive electrochemical detection of chloramphenicol[J]. Huai-Yin Chen,Jin Wang,Le Meng,Tao Yang,Kui Jiao. Chinese Chemical Letters. 2016(02)
博士论文
[1]石墨烯和多孔碳纳米复合材料的制备及电化学性能研究[D]. 刘蕾.中国地质大学(北京) 2018
[2]循环肿瘤DNA测序的数据分析方法[D]. 陈实富.中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院) 2017
[3]非小细胞肺癌患者手术前后循环肿瘤DNA检测研究[D]. 郭楠楠.中国人民解放军医学院 2017
[4]MoS2/石墨烯复合纳米材料的制备及其电化学应用研究[D]. 叶剑波.浙江大学 2017
[5]基于功能化石墨烯新型DNA生物传感器的构建及在肿瘤检测中的研究[D]. 陈梅.重庆大学 2016
[6]DNA电化学生物传感器的构建及其生化分析新方法研究[D]. 高中锋.西南大学 2016
[7]KRAS基因突变预测非小细胞肺癌预后和疗效的Meta分析[D]. 潘巍.南京医科大学 2016
[8]基于链置换反应的分子识别和信号放大技术的建立及生物传感应用[D]. 朱静.山东大学 2015
硕士论文
[1]错配修复蛋白及Kras蛋白在子宫内膜样腺癌中的表达及意义[D]. 梁婷.南昌大学 2018
[2]真实世界68例晚期结直肠癌中医优势人群特征与基因突变动态趋势分析[D]. 徐钰莹.北京中医药大学 2018
[3]KRAS突变型结肠癌化疗耐药的新机制[D]. 丁欣.安徽医科大学 2018
[4]球状MoS2微粒及MoS2/RGO复合物的制备及其催化性能研究[D]. 李莹.天津理工大学 2018
[5]ctDNA在结直肠癌诊断中的应用研究[D]. 姬晓勇.华南理工大学 2017
[6]基于DNA链置换反应构建的电化学生物传感器在核酸检测中的应用[D]. 王思齐.湖北中医药大学 2017
[7]KRAS基因第12、13号密码子突变与肝内胆管癌临床病理的关系[D]. 陈超.湖南师范大学 2016
[8]基于链置换和目标循环信号放大技术的DNA生物传感器用于DNA和微小RNA的检测[D]. 吴冬枝.福建医科大学 2016
[9]二硫化钼—石墨烯复合纳米片的制备及电化学性能研究[D]. 张虹.哈尔滨理工大学 2016
本文编号：3424793
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