納米結(jié)構(gòu)輔助的恒溫擴增反應(yīng)的設(shè)計及其在生物傳感器中的應(yīng)用.pdf

1、實現(xiàn)高靈敏，高特異，快速，準確以及高通量的生物標志物檢測，對癌癥的診斷，治療，預(yù)防，以及分子生物學(xué)的研究有著極其重要的科學(xué)意義。由于恒溫擴增反應(yīng)具有靈敏度高，操作簡便，應(yīng)用范圍廣等優(yōu)勢，近年來被科學(xué)家們廣泛應(yīng)用于生物傳感器的制備和應(yīng)用中。在這一研究背景下，本課題利用交叉學(xué)科的技術(shù)手段，致力于設(shè)計和開發(fā)高效能的生物傳感器，并將其應(yīng)用于臨床檢驗中。通過利用一些納米結(jié)構(gòu)，比如分子信標探針，納米金，和石墨烯等，可以極大的改善恒溫擴增反應(yīng)的性能，

2、提高其應(yīng)用能力。本論文的主要研究內(nèi)容包括以下四個方面：
　　1.設(shè)計了一種雙標記的納米金探針，首次提出了一個雙向四態(tài)的分析理論用于檢測尿液樣本中的端粒酶，并進一步用于膀胱癌的診斷。本方法的多態(tài)性表現(xiàn)在，對于不同活性和濃度的端粒酶，納米金會表現(xiàn)出四種狀態(tài)：沉淀，紅色透明，紫色，以及藍色。雙向性表現(xiàn)在，納米金的四態(tài)和其對應(yīng)的A650/A520的比值是雙向的，類似于坐標軸。A650/A520比值最小的是紅色的納米金，代表原點。隨著沉淀越

3、來越明顯，A650/A520比值增大，這個代表正方向。隨著納米金顏色由紫色變成藍色，A650/A520比值也在增大，這個代表負方向?；谶@一策略，我們檢測了18例臨床尿液樣本（包括正常人，炎癥患者，以及膀胱癌病人），證明了本方法具有很好的臨床診斷能力。
　　2.首次完成了利用納米金監(jiān)測復(fù)雜環(huán)境中的鏈置換擴增反應(yīng)。隨著鏈置換擴增反應(yīng)的充分進行，肉眼可以觀測到納米金由藍色到紅色的變化。另外對靶分子參與反應(yīng)的14個位點的堿基進行點改變，

4、發(fā)現(xiàn)這14條具有點突變的序列并不能使得納米金的顏色發(fā)生變化，說明本方法具有很好的檢測點突變的能力。另外本方法在復(fù)雜環(huán)境中也可以順利進行，具有較好的實用性。本研究極大地拓寬了鏈置換擴增反應(yīng)的應(yīng)用范圍。
　　3.為了能夠提高癌癥早期診斷的準確性，我們提出了單體系雙標志物檢測的方法。本方法可以同時實現(xiàn)對 miRN A和端粒酶的檢測。通過利用切刻酶引發(fā)的擴增反應(yīng)，以及對DNA序列的巧妙設(shè)計，我們成功的將端粒酶的延伸反應(yīng)以及miRNA誘發(fā)的

5、滾環(huán)擴增反應(yīng)合二為一，并且將檢測信號進行了放大。另外本方法還用到了石墨烯來降低背景信號，以達到更好的檢出效果。通過對近300例病人尿液樣本的分析，結(jié)果證明，和miRNA檢測或端粒酶的檢測方法相比，miRN A和端粒酶雙檢的方法不僅具有較高的靈敏度，而且特異度也大大的提高了。尤其是本方法可以對浸潤性和非浸潤性的膀胱癌病人進行區(qū)分，從而為癌癥的早期診斷提供了新思路。
　　4.為了實現(xiàn)快速高靈敏度的檢測miRNA，我們提出了一種基于恒溫