糖基化纳米粒子的合成及其在流感病毒检测中的应用

发布时间：2020-06-12 15:29

【摘要】：流行性感冒是由流感病毒感染引起的一种人畜共患急性呼吸道传染病。流感病毒表面的血凝素蛋白(HA)能够特异性识别并结合宿主细胞表面的糖链受体,这是流感病毒粘附并进入宿主进行复制和传播的前提条件。对多种宿主而言,某些流感病毒株(如甲型H7N9和H5N1病毒)具有高致病性和高死亡率,严重威胁着动物和人类的健康。流感病毒的检测是流感防控过程中必不可少的环节,传统的检测技术主要依赖于免疫学和分子生物学方法,该类方法往往操作繁琐耗时并且对仪器和生物样品依赖性较高,因而其应用受到一定限制。本研究发展了一种基于纳米生物技术的流感病毒检测新方法,该方法无需使用抗体和核酸等不稳定的生物制品,并且具有操作简单、快速、可实时进行的特点。本研究建立的检测方法运用了量子点(供体)和金纳米粒子(受体)之间的荧光共振能量转移(FRET)原理。笔者通过简洁高效的合成路线,分别合成了糖基化修饰的量子点和糖基化修饰的金纳米粒子,并对其化学结构和物理性质进行了表征。这两种纳米材料均具有良好的水溶性和光谱学特性,可以在水溶液中同时与HA蛋白结合,从而触发可被灵敏检测的FRET。基于此,笔者进一步摸索建立了检测流感病毒的FRET体系,使用这一体系,只需将糖基化量子点和金纳米粒子以及流感病毒在缓冲液中混合,即可诱发FRET,达到检测流感病毒的目的。笔者分别以甲型H1N1和H5N1病毒株作为检测模型验证了该系统的可靠性,对这两株病毒的检测极限分别为0.17和0.008 HA Titer,检测时间为10 min。本论文运用纳米生物技术研究和发展了分析和检测流感病毒的方法。该方法的优点在于使用糖基化的纳米粒子,借助唾液酸寡糖对病毒表面蛋白HA进行特异性识别,进而通过量子点与金纳米粒子间的能量共振转移实现信号的转化和放大。本论文研究表明,利用糖基化纳米生物学技术检测流感病毒的诊断技术避免生物制品的使用,实现对流感病毒的快速分析检测。
【图文】：

流感病毒,结构组成

图 1.1 A 型流感病毒的结构组成 (Taisuke et al., 2005)Figure1.1 The structure of influenza virus A由双层类脂膜和膜蛋白质纤突构成，在囊膜上共有三种的流感病毒和禽流感病毒结合受体的特异性在一定程度上成为单一多肽链（HA0），其随后被宿主细胞蛋白酶切割A2 亚基组成，通过单个二硫键交联。HA 三聚体可以分体结合位点（RBS）和融合机制 (Murti et al., 1986)。因为酸酶 NA 蛋白是同源四聚体跨膜糖蛋白，呈蘑菇状，可。它可催化水解宿主细胞膜表面唾液酸受体糖链末端的类流感病毒中占主导地位的 NA 序列属于两个不同的群点具有 94%的氨基酸序列同一性，总体上具有 45%的同一98)。此外，也降低了病毒通过粘液的能力，这限制了到的复制周期

流感病毒,受体结合,特异性

图 1.3A 流感病毒受体结合特异性 (Imai et al., 2012)Figure1.3 The receptor specificity of influenza viruses：在包装信号的调控下，8 个新合成的 vRNA 片段与 PA、PB1、PB2 和 N形成 vRNPs (Yasuda et al., 1993; Hatice et al., 2014)；并将 M1、NS2 和 vR合物，通过核孔输出核外到达细胞质，，之后运送到细胞膜上的组装位点 mitt et al., 2005)。HA、NA 以及 M2 蛋白经内质网高尔基体途径最终定位在病毒组装的过程中起到将病毒其他成分招募到组装位点的重要作用。流 8 个片段（C 型流感病毒 7 个片段）才能拥有完全的感染性。早前认为 R的，所有的 vRNP 有一个普遍存在的结构特征，以保证他们随机地进入后含有完整基因组片段的毒粒才具有感染性 (Enami et al., 1991)。有时候会出病毒粒子的现象以保证病毒粒子有完全的基因组。新的研究结果提出一种这个模式认为每个单独的 vRNA 节段都有独特的包装信号，使每个节段能保证大部分病毒粒子都含有完全的 vRNA 节段 (Bancroft et al., 2002)。出芽和释放：流感病毒的出芽过程需要多种病毒蛋白的紧密协作。首先，
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S852.65

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