表面等离子共振生物传感器快速检测点突变的新方法研究

来源 :重庆医科大学 重庆医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:aws134
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近年来,单核苷酸多态性(SNPs)作为一类能够在基因组DNA中稳定遗传的生物标记物被广泛地应用于生物医学研究的各个领域。研究表明,一些存在于基因编码序列或调控区域的单碱基突变能够导致基因功能的紊乱,从而影响个体对某些特定疾病的易感性和对药物反应的差异性。因此,单碱基突变的检测对于疾病的风险评估、临床诊断和治疗发挥着重要的作用,特别是对于一些遗传性疾病的早期诊断以及指导个性化用药意义重大。到目前为止,许多新兴的方法已经被广泛地应用于SNPs的检测,其中生物传感器发展尤为迅速,特别是表面等离子共振(SPR)生物传感器,已经发展成为了一种成熟的研究生物分子间相互作用的方法。SPR生物传感器因其具有无需对分子进行标记、实时监测动态反应过程、分析性能优越、样本用量少、易于自动化、检测周期短等其他传统方法所无法比拟的优点,在核酸、多肽、蛋白质等生物分子测定方面显示出了巨大的应用潜力。本研究将基因芯片技术、分子生物学技术与SPR传感技术整合起来,利用了巯基自组装以及DNA聚合酶对错配碱基的识别作用,原创性地提出了一种快速、简便、实时、免标记、高灵敏的点突变检测方法。本论文研究工作主要包括以下两个部分:1.表面等离子共振生物传感平台的构建本实验选用了BIACORE X分析系统和裸金芯片,采用分子自组装技术在芯片金膜表面直接固定巯基修饰的捕获探针构建用于检测的传感芯片。在金膜表面,巯基被氧化后形成金硫键,由于Au-S键之间的共价结合力很强,从而保证了配体在芯片表面固定的稳定性。用6-巯基-1-己醇(MCH)对芯片表面进行封闭,最大程度地减小非特异性吸附对响应信号的影响。实验过程中,选择70μl的进样体积进行样本分析,分别对2μl/min、5μl/min、7μl/min、10μl/min的样本流速进行了优化,考察了不同样本流速对检测信号的影响。该分析过程耗时较短,每次检测仅需15分钟。分别利用NaOH溶液和不同pH的Gly-HCl溶液对芯片表面进行再生,优化再生条件,结果表明,芯片再生效果好,可重复使用30次以上。2.基于DNA聚合酶核酸延伸反应的单碱基突变的检测将第一部分所构建的SPR生物传感器应用于聚合延伸反应产物的检测,建立一种灵敏性高、特异性好的点突变检测新方法。在液相反应中,利用DNA聚合酶对引物3’末端错配构象的识别作用,在适宜的缓冲液和温度条件下,以待测靶序列为模板进行核酸延伸反应,进而将反应产物注入Biacore X SPR系统中与芯片金膜表面修饰的捕获探针进行杂交检测。对引物延伸反应条件(Mg2+浓度、反应温度、反应时间)进行了优化并研究了该检测方法的灵敏度、特异性及可重复性等。在优化的实验条件下,RU变化值与突变型靶序列浓度的对数值在一定范围内具有良好的线性关系,相关系数为0.9963,最低检测限(LOD)可达到100pM。研究结果表明该检测方法简便快速,灵敏度高,特异性好,能够有效地区分野生型和突变型靶序列,在单碱基突变的基础研究和临床诊断等方面具有很好的应用前景。
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