【摘 要】
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MicroRNA(miRNA)是一类由二十几个核苷酸组成的非编码性小RNA分子,在生物体基因表达过程中起到重要的调控作用。研究表明,miRNA的异常表达与许多癌症的发生紧密相关,可将miRNA作为疾病诊断的生物标志物。然而,miRNA具有尺寸小、易降解、表达量低、家族序列同源性高等特点,这些特点使miRNA高灵敏检测变得更加困难。因此,建立超灵敏的miRNA检测方法对癌症的早期诊断具有重要的研究意
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MicroRNA(miRNA)是一类由二十几个核苷酸组成的非编码性小RNA分子,在生物体基因表达过程中起到重要的调控作用。研究表明,miRNA的异常表达与许多癌症的发生紧密相关,可将miRNA作为疾病诊断的生物标志物。然而,miRNA具有尺寸小、易降解、表达量低、家族序列同源性高等特点,这些特点使miRNA高灵敏检测变得更加困难。因此,建立超灵敏的miRNA检测方法对癌症的早期诊断具有重要的研究意义。银纳米簇作为一种新型的荧光纳米材料,相比于传统的有机染料或量子点具有稳定好、量子产率高、生物相容性好、容易合成等优点。此外,以DNA为稳定支架的银纳米簇可以作为一种自体荧光探针实现对生物分子的无标记光学检测。主要研究内容:(1)建立了一种基于滚环扩增(RCA)介导的银纳米簇原位合成实现对miRNA的超灵敏检测。利用滚环扩增产物作为银纳米簇原位合成模板。首先设计了一种哑铃型探针,该探针包含靶miRNA的特异性识别域,在T4 DNA连接酶的作用下,进行连接反应,形成密封探针。当靶标miRNA存在时,与密封探针的目标识别区域相结合,将探针激活成环形探针,在phi29 DNA聚合酶作用下,进行链置换反应,完成扩增反应过程。滚环扩增产物是串联重复的长单链序列,为银纳米簇的合成提供稳定模板。在Ag+存在时,Ag+与含氮碱基发生强络合力作用,结合到DNA上之后,在Na BH4的作用下使Ag+还原成Ag,生成2 nm左右大小的DNA-Ag NCs,当生成的银纳米簇靠近富G辅助序列时,银纳米簇的荧光强度增强。该方法实现了对miRNA的高灵敏荧光检测。检测限(LOD)为0.51 f M。此外,该方法已经用于癌细胞样本中目标miRNA的分析检测。这表明该RCA-Ag NCs在疾病诊断方面具有良好的应用潜力。(2)利用一种等温无酶的催化发夹自组装(CHA)核酸扩增介导的银纳米簇的光学生物传感实现对miRNA的无标记检测。根据目标miRNA序列设计了与其发生链置换反应的H1、H2带有茎-环结构的发夹链。发夹H1的尾部末端是银纳米簇的原位合成模板序列,在Na BH4的还原作用下,Ag+转换成银原子,生成了弱荧光的银纳米簇(H1-Ag NCs)。当目标miRNA存在时,目标物作为触发链识别并打开H1的茎-环结构,使其形成miRNA-H1/Ag NCs杂交链,之后,H2再与杂交链发生催化发夹反应并使目标物从杂交链上置换下来,形成H1/H2杂交链。此外,发夹H2的含有富G辅助序列,在置换miRNA的同时,富G序列靠近H1-Ag NCs,使荧光效果增强。实现了目标miRNA循环扩增与荧光信号放大的无标记miRNA检测。检测限(LOD)为4.27f M。该策略已经实现了对癌细胞中靶miRNA的检测分析。
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