双嵌段DNA-纳米金探针自组装及其在肿瘤标志物检测中的应用研究

发布时间：2020-04-22 12:06

【摘要】：肿瘤的早期发现和诊断对其预防和治疗至关重要,若能在早期发现肿瘤并及时治疗,可大大提高肿瘤治愈率。肿瘤早期诊断主要通过检测肿瘤组织、血清,以及外周血中的DNA、信使RNA(m RNA)、代谢产物、转录因子、细胞表面受体等肿瘤标志物。生物传感技术是实现肿瘤早期诊断的有效工具,具有实时、简便和快速等特点。在众多的纳米生物材料中,DNA-纳米金(AuNPs)具有优良的物理化学特性,如独特的光学特性、优良的导电和催化性能以及良好的生物相容性,在生物诊断和纳米构筑方面被广泛应用。为了提高肿瘤标志物的检测速率和检测灵敏度,本文构建了基于双嵌段DNA-AuNPs的生物传感器。具体开展的工作如下:1、在双嵌段DNA-AuNPs探针的基础上,制备了多色纳米探针,用于多元mi RNA的同时检测。为了提高生物传感器的灵敏度,引入双链特异性核酸酶(DSN酶)进行信号循环放大。同时为了实现体系中多元mi RNA同时检测而不相互干扰,选取多种荧光分别标记对应的DNA探针。通过调节富腺嘌呤嵌段(polyA)长度,使得DNA探针在界面有序组装成为可能,为DNA杂交和酶切反应提供最佳反应模型。polyA可以有效消除探针端和AuNPs之间的非特异性吸附,与巯基化DNA-AuNPs探针相比,显著提高反应动力学速率,对miRNA的检测限可以低于0.05 f M。此外,对血清样品的检测分析表明,该传感器可应用于实际样品中的mi RNA检测。2、构建了具有可控表面密度的polyA介导的荧光纳米探针,用于检测细胞内原癌基因c-Myc m RNA。长度可调的polyA嵌段为精确控制AuNPs表面DNA探针的方向和构象提供了机会,大大提高杂交效率和检测灵敏度,对c-Myc目标基因的检测限为0.31 n M。与没有经过表面密度调节的巯基组装探针相比,polyA介导的荧光纳米探针的灵敏度提高~55倍。并且,当该探针应用于细胞内m RNA检测时,可以更快观察到细胞内荧光强度的变化,有利于实现活细胞中m RNA的快速和高灵敏检测。此外,共聚焦成像结果表明,polyA介导的荧光纳米探针可以有效区分癌细胞与正常细胞内m RNA含量的差异,并能够检测出癌细胞中m RNA表达水平的差异或变化。因此,polyA介导荧光纳米探针在生物医学应用和临床早期诊断方面具有巨大的应用潜力。3、为了进一步拓展双嵌段DNA-AuNPs纳米复合材料在生物传感领域的应用范畴,结合Mo S2对单链DNA较强的吸附作用,通过构建polyA介导可调的双嵌段DNA-AuNPs/Mo S2复合探针,用于循环肿瘤DNA(ct DNA,PIK3CA)可视化检测。为了提高生物传感器的灵敏度,引入了酶扩增技术,基于外切酶III(Exo III)特异性切割作用将检测信号进行循环放大。通过优化实验条件,该传感器对PIK3CA ct DNA检测限可低至19.78 n M。这种比色检测ct DNA的方法灵敏、快速、简单、直观,在医学诊断和便携式检测中具有广阔的应用前景。
【图文】：

肿瘤标志物,种类

围内死亡率最高的疾病之一，每年有数百万人死于癌症者肿瘤细胞产生的一种物质，它存在于肿瘤患者的组织生物学及化学的方法进行检测。按本质分为：蛋白质、糖及基因产物等[1]，，如图 1.1 所示。从 20 世纪 60 年代，科。最初通过对传统抗体的识别来诊断和检测不同种类的发性骨髓瘤中的单克隆免疫球蛋白 mIg、肝癌和生殖细的癌胚抗原 CEA 以及绒毛膜癌中的人类绒毛膜促性腺激随着单克隆抗体的发展，对这些肿瘤标志物的研究才取得者对其他肿瘤标志物的研究。前列腺特异抗原在前列腺发现增加了肿瘤免疫诊断的新维度。这六种标记现在在断具有重要意义。肿瘤标志物的临床应用也推动了其商的主要分支。

加盐,偶联,最早,表面

最早将巯基修饰的 DNA 通过加盐老化偶联在 13 n DNA 功能化 AuNPs 的方法，广大科研工作uNPs 表面包裹氟化表面活性剂（FSN），以作为一种稳定剂，可以强烈的吸附在 AuNPs下保持稳定，可以在 2 h 内完成巯基 DNA 的在复杂生物环境中的应用。与此同时，Wu 等Ps，经研究发现，Tween 80 对 AuNPs 的吸附AuNPs 在溶液中具有很好的稳定性。这种组装。然而，有利有弊，Tween80 与 AuNPs 由从AuNPs上脱离, 这就使得在温度较高情况下由于会对细胞膜磷脂双分子层造成破坏，因，Liu 等[27]提出了一种低 pH 快速实现 DNA
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R730.4;R440

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