高度整合熵驱动与酶切反应构建双层三维DNA步行传感器用于HIV的检测

发布时间：2020-05-19 05:43

【摘要】：背景获得性免疫缺陷综合征(Acquired Immunodeficiency Syndrome,AIDS),即艾滋病,其是由人类免疫缺陷病毒(Human Immunodeficiency Virus,HIV)感染,全身免疫系统遭到破坏而引起各系统的疾病,统称为综合征。HIV是一种逆转录病毒,是艾滋病的病原体,对其检测对艾滋病的诊断具有重要意义。目前对艾滋病的诊断主要是依据HIV抗体、抗原、核酸、CD4~+/CD8~+T细胞及HIV病毒的检测。但现有检测方法尚存在些许不足,如ELISA局限于处在感染窗口期、抗体不确定艾滋病的诊断;PCR、流式及病毒培养方法,不仅受限于实验室及人员的高要求而且还受限于昂贵的仪器设备。为了尽早发现HIV感染者和艾滋病病人,及早提供咨询、治疗,同时为适应基层艾滋病检测工作需求,在新的形势下,开发既能满足目前艾滋病检测工作的实际需求,又能体现检测技术发展的HIV检测新方法学的构建至关重要。目的为了满足目前艾滋病检测工作的实际需求,利用三维DNA步行传感器构建HIV检测新方法学,以期达到对艾滋病的诊断。方法将带有羧基荧光基团标记的单链寡核苷酸(内层轨道)和核酸复合物(外层轨道)组装在一个微球上构建双层三维DNA步行传感器。在目标物存在的情况下,外部和内部轨道依次被激活,释放大量的荧光信号报告分子进行信号读取从而对目标物进行定量检测。结果我们的双层三维DNA步行传感器可以在一小时内实现从2pM到5 nM目标物的检测。此外,特异性的双层三维DNA步行传感器甚至可以清楚地分辨出一个碱基错配的目标类似物。更重要的是,我们的双层三维DNA步行传感器还可以检测人血清样品中浓度低至0.1 nM的目标物,这为实际样品检测和临床应用架起了桥梁。结论我们首次提出了一种新颖的高度整合熵驱动和酶驱动反应的双层三维DNA步行传感器并且成功应用于HIV相关核酸的检测。这种巧妙的方法也可以通过适当的设计拓展应用到任何感兴趣目标物的研究。
【图文】：

图 1 双层三维 DNA 生物传感器扩增分析 HIV DNA 的原理图。Fig 1. The principle of amplified analysis of HIV DNA through two-layer 3-D DNA walkerSensor.

图 2 实验可行性分析。（A）微球的扫描电镜图像。（B）聚丙烯酰胺凝胶电泳（12%非变性凝胶）验证熵驱动催化反应途径。所有反应在25℃下进行53分钟。Line M，20 bp的DNAmarkerLine 1，反应底物 JA + JC。Line 2，DW + JB + JA 的反应组分。Line 3，， HIV DNA 和 JC存在时与 DW/JB/JA 的反应产物。Line 4，DW。Line 5，HIV。Line 6，JA。Line 7，JB。
【学位授予单位】：重庆医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R512.91;R440

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本文编号：2670431