基于多孔铂纳米复合物和酶介导的DNA步行策略的通用比率电化学传感器

发布时间：2020-06-20 03:11

【摘要】：目的人类许多复杂疾病的发生和发展都和机体多种分子改变密切相关,包括影响代谢相关的小分子、调控生理功能相关蛋白、遗传调控的基因等。而这些分子的改变在疾病的早期是非常微小的。目前也有很多检测平台用于这些生物标记物的检测,例如:酶联免疫吸附试验(ELISA),聚合酶链反应(PCR)等。但是这些检测方法或需要昂贵的设备,或样本预处理程序复杂,或程序操作复杂需专业人员进行,最重要的是,这些方法都只能对单一分子水平的生物标记物进行检测。目前,单一分子标记物的检测不能准确的诊断疾病的发生发展。从基因组学,蛋白组学,代谢组学的角度看,一些复杂的疾病(例如:肿瘤)发生与复杂多系统改变有关。因此,一种用于多分子水平的快速、易操作,低成本,超灵敏的检测平台对疾病的早期诊断和精准医疗具有非常重要的意义。方法在本研究中,首次将DNA修饰在装载了阿霉素(DOX)的多孔铂(MPN)上形成核酸功能化的纳米信号探针(MPNs@DOX@DNA2)。MPN在传感器中一方面充当了DOX和功能化核酸的纳米载体,另一方面作为催化导电性能的材料大大增加了检测分析的灵敏度。采用DNA walker策略可以让核酸在分子电极表面自主反应,在切刻内切酶(NtBbvCI)的辅助下,Walker探针可以在电极表面自主切割。通过逐步优化实验反应原理,成功构建了一种基于多孔铂纳米复合物和切刻内切酶辅助的DNA步行策略的通用“signal-off-on”比率电化学传感器,可对小分子、蛋白、核酸进行分析。亚甲蓝(Mb)标记的发夹探针(MB-HPs)作为“signal-off”探针,MPNs@DOX@DNA2作为“signal-on”探针。在MPNs@DOX@DNA2和Nt.BbvCI介导的DNA walker策略的辅助下实现对目标物特异性检测与信号放大。结果在最优的实验条件下,构建的比率电化学传感器具有超高的灵敏性和更宽的检测范围。此外,改变传感器的适配体核酸识别探针序列可实现对小分子ATP,蛋白VEGF,以及rpoB基因的定量检测。在血清样本中用该方法对分析物进行检测,也得到很好的分析结果。结论通过层层优化电化学生物传感器的原理,一方面,把两种核酸探针同时固定在电极表面,通过NtBbvCI酶驱动的DNA Walking策略自主剪切,不需要认为操作和复杂的热力学循环,副反应少,背景信号低。另一方面,采用多孔铂纳米球作为信号的载体连接反应探针,大大增加检测的灵敏度。在最优的条件下,构建的生物传感对小分子、蛋白、基因都具有非常好的分析性能。且在复杂的血清样本中检测仍具有良好的准确性。该方法对临床的生物分析和诊断具有很大的应用潜能。
【学位授予单位】：重庆医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP212;R446.1
【图文】：

图 1 材料反应过程颜色变化图Fig.1 Photographs of H2PtCl6-KBr solution taken at different reaction times at 70oC 2.5 mL 制备好的 MPN 溶液，加入 DNA2 和 DOX，使 DNA2 的终，DOX 终浓度为 1 mM，静置过夜。然后加入 0.1 M 的 NaCl 和 10 m

原理 1 基于线性探针的 signal-off 检测系统示意图Scheme.1 Principle of the signal-off sensing system based on linear probes.2.1.1 CV 表征

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本文编号：2721775