【摘 要】
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与疾病相关生物标志物的高灵敏检测在疾病早期诊断、治疗以及药物筛选等方面具有重要意义。相关研究表明,人体液中多巴胺（Dopamine,DA）和癌细胞中microRNAs（miRNAs）水平的异常表达与各种脑神经疾病及恶性肿瘤的发生有关。尽管目前已经开发了多种超灵敏传感平台,然而对于实现复杂实际样本中生物标志物的分析检测仍存在选择性低、所需样本量大、灵敏度低以及抗干扰能力差等局限性,新分析策略的开发依
【基金项目】
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新型稀土掺杂催化材料制备及微波增强净化煤化工废气作用机制研究,项目编号:2021JLM-29,陕西省自然科学基础研究计划企业-陕煤联合基金项目；
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与疾病相关生物标志物的高灵敏检测在疾病早期诊断、治疗以及药物筛选等方面具有重要意义。相关研究表明,人体液中多巴胺（Dopamine,DA）和癌细胞中microRNAs（miRNAs）水平的异常表达与各种脑神经疾病及恶性肿瘤的发生有关。尽管目前已经开发了多种超灵敏传感平台,然而对于实现复杂实际样本中生物标志物的分析检测仍存在选择性低、所需样本量大、灵敏度低以及抗干扰能力差等局限性,新分析策略的开发依然是研究重点。电化学分析方法由于灵敏度高、易于操作等优点,近年来已成为生物标志物分析通用方法之一。本文利用两种生物材料,构建了针对不同生物标志物的电化学传感平台,并基于此建立了针对DA和癌细胞标志物miRNA-21（miR-21）的电化学分析新方法。具体研究内容如下:（1）以碳点（Carbon dots,CDs）和漆酶（Laccase,Lc）为电极基底材料,构建了一种酶基电化学传感器,用于实现人血清中多巴胺的高效检测。实验结果显示,CDs的引入有效提高了Lc与电极界面之间的电子转移能力,同时CDs表面羧基（-COOH）、羟基（-OH）、氨基（-NH2）等基团的存在有利于DA在电极界面的特异性吸附,进而增加了DA在界面上氧化的可能性。与传统的多巴胺检测方法相比,本研究构建的电化学传感器具有良好的电催化活性,线性范围宽（0.25μM-76.81μM）,检测线低（0.083μM）,抗干扰性、重复性和稳定性好,在人血清中的回收率可达100.8%-103.9%。（2）通过结合核酸内切酶辅助的靶循环与引物交换反应（Primer exchange reaction,PER）级联,建立了核酸酶促进的双重级联信号放大电化学生物传感平台,用于miR-21的检测。miR-21在核酸内切酶的驱动下被循环转录为大量的单链DNA片段（s DNA）完成miR-21信号的第一次放大。随后,s DNA触发哑铃探针（DP）,在Klenow大片段聚合酶的作用下,激活PER级联扩增过程,产生大量新生单链连接DNA（cDNA）,完成目标物信号的二次放大。利用cDNA可将负载了大量电活性分子的DNA信号分子球（Ru-DNA nanospheres,Ru-DNS）捕获至电极表面,用于miR-21的高灵敏电化学检测。该电化学生物传感器的检测范围为0.2 aM-0.2nM,检出限为0.067 aM。优异的选择性使生物传感器能够从其它miRNAs中区分靶miR-21,甚至是单碱基错配的miR-21。此外,通过分析人血清和细胞裂解液中miR-21的表达,验证了该方法在真实样本中对特定miRNA检测的可靠性。
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