基于等温扩增技术的电化学生物传感器对核酸检测的新策略研究

来源 :重庆医科大学 重庆医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jwh777
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核酸的超灵敏检测在病原菌分析,分子诊断,肿瘤早期筛查,环境监测及法医鉴定等领域起着十分重要的作用,因而受到广泛的关注。在核酸超灵敏检测的多种分析方法中,恒温扩增技术由于无需改变温度越来越多的发展起来。电化学生物传感器由于其独特的优点如操作简便,响应快,成本低,及易于小型化等被广泛应用于生物分子的检测。本研究以电化学生物传感器为检测平台,整合多种恒温扩增技术,对核酸进行快速高灵敏检测。研究内容分为以下两部分:1.基于等温指数扩增反应的电化学生物传感器对miRNA快速灵敏检测MiRNA是一类内源性非编码的小分子RNA,其异常表达与相关肿瘤的早期诊断,临床用药及预后判断等密切相关。因此发展简便、快速、超灵敏的miRNA检测新方法具有十分重要的意义。本研究整合靶物质辅助的等温指数扩增反应(EXPAR)及酶催化信号放大策略,以电化学生物传感器为平台,建立一种miRNA检测新技术。靶miRNA与电极表面已修饰的模板DNA结合,作为引物触发延伸反应形成双链。双链中的其中一条链被限制性内切酶识别其特异位点并进行切割,释放,继续进行延伸反应。释放出的DNA片段与靶miRNA有着相同的序列(T代替U),可与其余模板结合进行延伸,形成靶物质辅助的等温指数扩增反应。电化学响应信号随着靶miRNA浓度增加而减小。所建立的方法最低检测限为98.9fM,其线性范围为100fM到10nM。用电化学循环伏安法及阻抗谱来表征电极表面修饰过程。该传感器能够区分miRNA家族中单碱基错配的成员。该方法有望用于实际样本中miRNA检测,并在生物医学研究及临床诊断领域具有很大的应用潜力。2.基于均相靶识别诱导原位转录扩增的电化学传感技术超灵敏检测核酸以电化学传感器为平台,整合均相核酸转录、核酸等温扩增技术及酶催化放大技术,建立一种基于均相靶识别诱导原位转录扩增技术的实用、准确、超灵敏的核酸检测方法。在均相环境中,靶DNA与茎环探针结合使其打开,在引物、KF聚合酶、dNTPs存在的条件下进行循环链置换反应,延伸的DNA双链含有T7RNA聚合酶识别的启动子序列,在T7RNA聚合酶、NTPs存在下实现高效线性扩增。然后均相扩增RNA产物与已修饰在电极表面的捕获探针及检测探针杂交,进行信号放大,从而实现靶核酸的定量检测。所建立的方法最低检测限为1fM,线性范围为1fM到100pM。并将所发展的新方法应用于实际样本沙门菌的检测,能够检测10CFU/mL的沙门菌。本实验所建立的核酸检测新方法灵敏度高,特异性好和重复性好,为医学研究及临床诊断提供强有力的实用性工具。
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