基于磁弛豫传感检测汞离子和循环肿瘤DNA

发布时间：2023-03-25 00:20

　　重金属污染物和癌症对人类的健康都有着极大的威胁。重金属污染物如Hg²⁺,作为最危险的重金属离子之一,被人体吸收后,可直接引起脑损伤、肾衰竭和运动障碍等疾病。每年的癌症病发率和死亡率都在持续增加,目前癌症已成为全世界人类致死的主要因素之一。据研究表明,循环肿瘤DNA(circulating tumor DNA,ctDNA)携带有肿瘤突变的序列信息,可实现对癌症的早期筛查、病情检测和预后评估。因此,检测重金属污染物Hg²⁺和循环肿瘤DNA对于人类的健康都是至关重要的。由于光学和电化学传感器对杂质的干扰较为敏感,基于光学和电化学的检测通常需要复杂的样品预处理过程。而磁弛豫传感器由于其外加的射频辐射具有深度穿透能力,无需对样本进行分离和纯化步骤即可分析测试。现已发展的基于氧化铁纳米颗粒聚集分散的磁弛豫传感器存在以下不足:一、磁弛豫传感器存在纳米颗粒从聚集到分散和分散到聚集两种分析模式,且两种分析模式的弛豫信号变化趋势不同。两种分析模式的选择与多种因素相关,如纳米颗粒的尺寸和靶标类型等。因此,靶标检测时无法准确判断该反应是属于哪一种分析模式或是两种分析...

【文章页数】：74 页

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摘要
ABSTRACT
缩写符号对照表
第一章 绪论
    1.1 磁弛豫传感器相关原理
        1.1.1 弛豫时间信号产生的原理
        1.1.2 磁弛豫传感器的检测原理
    1.2 磁弛豫传感器的构建
        1.2.1 利用磁性纳米颗粒构建磁弛豫传感器
        1.2.2 利用顺磁性离子构建磁弛豫传感器
            1.2.2.1 利用锰离子构建磁弛豫传感器
            1.2.2.2 利用铁离子构建磁弛豫传感器
            1.2.2.3 利用铜离子构建磁弛豫传感器
    1.3 磁弛豫传感器的应用
        1.3.1 基于磁性纳米颗粒分散聚集磁弛豫传感器的应用
            1.3.1.1 检测金属离子
            1.3.1.2 检测小分子
            1.3.1.3 检测核酸
            1.3.1.4 检测蛋白质
            1.3.1.5 检测病毒和细菌
        1.3.2 基于磁性纳米颗粒浓度依赖磁弛豫传感器的应用
            1.3.2.1 检测细菌
            1.3.2.2 检测RNA
            1.3.2.3 检测小分子
        1.3.3 基于顺磁性离子磁弛豫传感器的应用
            1.3.3.1 检测细菌
            1.3.3.2 检测病毒
    1.4 工作出发点和主要内容
第二章 基于寡核苷酸修饰的磁性纳米颗粒构建磁弛豫传感器检测Hg2+

    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 仪器与试剂
        2.2.2 探针制备
            2.2.2.1 MB₃₀-DNA₁探针制备
            2.2.2.2 MB₃₀-avdin的电泳表征过程
            2.2.2.3 MB₂₀₀-DNA₂探针制备
        2.2.3 磁分离过程
        2.2.4 基于磁弛豫传感器对Hg²⁺的可行性分析
        2.2.5 基于磁弛豫传感器检测Hg²⁺

        2.2.6 基于磁弛豫传感器检测Hg²⁺的特异性
        2.2.7 基于磁弛豫传感器检测真实样本中的Hg²⁺

    2.3 结果与讨论
        2.3.1 探针表征
            2.3.1.1 MB₃₀、MB₂₀₀表征
            2.3.1.2 MB₃₀-DNA₁和MB₂₀₀-DNA₂ 表征
        2.3.2 基于磁弛豫传感器对Hg²⁺的可行性分析
        2.3.3 基于磁弛豫传感器检测Hg²⁺的条件优化
            2.3.3.1 探针浓度优化
            2.3.3.2 反应buffer和时间优化
        2.3.4 基于磁弛豫传感器检测Hg²⁺

        2.3.5 基于磁弛豫传感器检测Hg²⁺的特异性
        2.3.6 基于磁弛豫传感器检测真实样本中的Hg²⁺

    2.4 结论
第三章 基于Mn²⁺浓度变化的磁弛豫传感器直接检测全血中循环肿瘤DNA
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 仪器与试剂
        3.2.2 MB₁₀₀₀-DNA₁的制备与表征
            3.2.2.1 MB₁₀₀₀-DNA₁的制备过程
            3.2.2.2 MB₁₀₀₀-DNA₁的表征过程
        3.2.3 MB₁₀₀₀-DNA₁-ALP探针的制备与表征
            3.2.3.1 MB₁₀₀₀-DNA₁-ALP探针的制备过程
            3.2.3.2 MB₁₀₀₀-DNA₁-ALP探针的表征过程
        3.2.4 MB₁₀₀₀-DNA₁-ALP探针定量
        3.2.5 非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳分析Exo-Ⅲ酶切实验可行性
            3.2.5.1 样品准备过程
            3.2.5.2 溶液的配置
            3.2.5.3 电泳操作步骤
        3.2.6 基于磁弛豫传感器检测ctDNA的可行性分析
        3.2.7 基于磁弛豫传感器定量检测ctDNA
        3.2.8 MB₁₀₀₀-DNA₁-ALP探针的特异性考察
        3.2.9 全血样本中检测ctDNA
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 MB₁₀₀₀-DNA表征与制备优化
        3.3.2 MB₁₀₀₀-DNA₁-ALP表征与制备优化
        3.3.3 MB₁₀₀₀-DNA₁-ALP探针中定量ALP的偶联率
        3.3.4 Exo-Ⅲ酶切实验可行性分析
        3.3.5 基于磁弛豫传感器检测ctDNA的可行性分析
        3.3.6 基于磁弛豫传感器检测ctDNA的分析条件优化
        3.3.7 基于磁弛豫传感器定量检测ctDNA
        3.3.8 MB₁₀₀₀-DNA₁-ALP探针的特异性考察
        3.3.9 全血样本中检测ctDNA
    3.4 结论
第四章 总结与展望
    4.1 总结
        4.1.1 论文的创新点
        4.1.2 论文的不足之处
    4.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间研究成果



本文编号：3770147

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