基于核酸适配体和纳米材料的鲍曼不动杆菌检测新方法研究

发布时间：2022-02-13 09:07

　　鲍曼不动杆菌是临床最常见的非发酵革兰阴性菌,广泛存在于医院环境中,已成为引起呼吸机相关性肺炎、血流感染、腹腔感染和术后伤口感染等院内感染的主要病原菌之一,感染致死率高达20%。然而,现有检测方法如传统培养鉴定、质谱分析、PCR扩增以及基因测序等,或耗时长、灵敏度低,或需要特殊仪器设备、检测成本高,因此,亟需研发快速、灵敏、普适的鲍曼不动杆菌检测新方法,而随着生物技术和纳米技术的飞速发展,新型生物传感器的出现,为病原微生物的体外诊断带来了契机。核酸适配体（Aptamer,Apt）是一种功能核酸,可特异性识别蛋白、核酸、药物、代谢小分子以及病原微生物等靶标,具有结合能力强、稳定性高以及易于合成和修饰的优点,已广泛用于构建生物传感器。与此同时,借助纳米材料例如:贵金属材料、磁性材料、金属有机骨架材料以及上转化发光材料等的多功能性、良好的生物相容性以及优越的生物活性（如催化活性、光敏活性以及抗菌活性等）,生物传感器的分析性能得到大幅度提升,使基于核酸适配体和纳米材料的适体传感器（Aptasensor）,在临床病原微生物检测领域的应用前景变得更为广阔。但是,目前用于病原微生物检测的适体传感器仍存... 

【文章来源】：重庆医科大学重庆市

【文章页数】：129 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

经典Cell-SELEX技术的流程图[17]

重庆医科大学博士研究生学位论文4.2金属有机骨架的优势和特性金属有机骨架（MetalOrganicFrameworks，MOFs）是由无机金属离子和有机配体通过配位键自组装形成的晶型杂化材料[32],[33]，由OmarM.Yaghi课题组于1995年首次合成并定义[34]。相比于金属纳米材料、碳纳米材料以及磁性纳米材料，MOFs纳米材料具有多孔性、孔径可调、比表面积大、功能多样、易于修饰和表征、富含有机配体和金属离子活性的特性（图1.2），在生物靶标的分离、催化、合成、降解、传感及药物递送中具有广泛的应用前景[32],[33]。2017年，ChadA.Mirkin等[35]在JACS杂志上首次报道了采用“一步法”将单链寡核苷酸序列以“End-On”的方式固定于多种MOFs纳米颗粒表面；其原理是利用MOFs上裸露的金属位点与磷酸根中的氧原子发生共价结合的特性，借助M-O-P（金属-氧-磷）共价键，将磷酸根修饰的寡核苷酸序列修饰在MOFs上，且修饰数量与MOFs上的金属位点绝对数量呈正相关。这一研究为定量检测MOFs纳米材料上负载的寡核苷酸序列提供了新策略，为适体-MOF纳米探针的标准化合成和精确定量修饰提供了新方法和新思路。图1.2MOF纳米粒的合成（a&c）和表面功能化（b）[32]Figure1.2Schematicrepresentationof(a)themodularsynthesisofMOFNPs,withcontroloversizeandmorphology；(b)thepostsyntheticexternalsurfacefunctionalizationwith26

率亦有差异。 Chad A. Mirkin 等[35]分别对比了 PCN-58、 PCN-222、 PCN-223、 PCN-224、UIO-66、MIL-101-Cr、 MIL-101-Fe 以及 MIL-101-Al 等 11 种锆、铬、铝、铁基 MOFs 对磷酸根修饰的寡核苷酸序列的结合效率，证实在上述常用的MOFs 中，Zr-MOFs 纳米材料 UIO-66（图 1.3）对寡核苷酸序列的结合效率最高[35]。 2018 年，国内湖南大学谭蔚泓[46]和张晓兵[47]课题组进一步发现 UIO-66 对磷酸根修饰的核酸适配体的结合效率可达到 95 %及以上，并利用此特性构建多功能适体纳米探针实现了对 HeLa 肿瘤细胞的高效靶向识别和杀伤[48]，提示 UIO-66 在构建适体传感器中具有潜在应用价值。


本文编号：3622910