纳米金为探针的朊蛋白检测

发布时间：2018-10-08 06:43

【摘要】：纳米金由于独特的光学特性近年来备受关注。纳米粒子表面等离子共振产生的吸收、散射成为研究的热点,在许多领域都有广泛应用。纳米金溶液颜色及等离子共振吸收峰与纳米金颗粒的形状、大小及分散性有关。单分散性较好的纳米金溶液为酒红色,在510-550 nm可见光范围内有吸收峰,而聚集态的纳米金表面等离子共振吸收峰会发生红移,溶液颜色由红色变为蓝色或紫色。由于方法简单、实验耗资较低、操作过程直接,近些年出现了一些新的基于色度分析的纳米金传感器。利用纳米金分散状态改变引起的表面等离子共振吸收的变化可以检测多种金属离子及DNA、蛋白质等生物分子。朊蛋白(PrP)是一类特殊的病原体,可以引起哺乳动物多种致命性神经退行性疾病,例如牛海绵样脑病(BSE)、羊搔痒症、人类克雅氏病(CJD)及近来研究的其他神经退行性综合症,如库鲁病。朊蛋白疾病的产生方式有感染、遗传、或散发病症。研究表明宿主编码的非传染性细胞朊蛋白(PrPc)发生构象变化,转化成具有传染性的模式(Prpsc),是这类疾病的发病机制。实验研究表明PrPc大量存在于多数神经系统的组织中,在细胞代谢、抗氧化、神经系统的正常发育及信号转导等方面发挥一定的作用。发生构象转化后,朊蛋白的生物化学和物理化学性质发生改变,例如不溶解性、聚集、富含β折叠二级结构及抗蛋白酶降解。超微结构分析得出淀粉样纤维直径在7-10 nm,淀粉样纤维结构高分辨率的研究揭示β折叠结构的形成。尽管物种障碍对朊蛋白在物种间传递提供了重要的保护,但是BSE感染的牛导致的人类变异型克雅氏病(vCJD)及BSE疾病的爆发说明朊蛋白对人类具有潜在的影响。即使是当前最先进的检测方法例如荧光免疫分析、酶联免疫分析、放射性免疫分析(RIA)、或蛋白错误折叠循环放大(PMCA)也难以检测牛、人类或血库中朊蛋白的存在。因此,对羊搔痒症、BSE或CJD疾病的确定仍旧依赖于可疑个体死后变性组织的成像分析,这常常产生延迟反应,可能导致流行病的爆发并造成重大的经济损失。所以,发展一种能够检测或诊断感染动物血液或血清中朊蛋白的技术,对防止疾病的传播具有重要意义。本论文的主要研究工作如下： (1)以二巯基辛酸修饰的纳米金(DHLA-AuNPs)为探针,无标记法检测朊蛋白。以重组人朊蛋白(rPrP)为纤维化蛋白的模型,研究了朊蛋白诱导的DHLA-AuNPs粒子的聚集及DHLA-AuNPs粒子对朊蛋白纤维化的影响。以DHLA-AuNPs为探针与朊蛋白发生作用,通过DHLA-AuNPs溶液吸光度值降低和朊蛋白浓度的线性关系定量检测朊蛋白。调整实验条件,加入NaCl,检测的灵敏度显著升高。利用DHLA-AuNPs探针分别检测了表达朊蛋白的大肠杆菌裂解液中和胎牛血清中朊蛋白的含量。通过电子显微镜成像表征发现朊蛋白诱导的纳米金沉淀中存在蛋白质纤维,说明DHLA-AuNPs粒子的聚集和加入的朊蛋白的纤维化过程有关。 (2)利用一种朊蛋白适配体功能化纳米金(APT-AuNPs),得到可以选择性识别朊蛋白的纳米金。基于适配体和朊蛋白的特异性结合作用,建立了一种适配体功能化的纳米金探针检测朊蛋白的方法。通过选择性和共存干扰实验证实,适配体功能化的纳米金检测朊蛋白具有极好的选择性。 (3)以两种朊蛋白适配体分别功能化柠檬酸钠包裹的纳米金。基于两种适配体和朊蛋白的特异性结合作用进行朊蛋白的定量检测,在相同的灵敏度下显著提高了检测的线性范围,同时得到了有序组装的纳米金颗粒。
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【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：R341

【参考文献】