荧光适配体传感技术用于法医血液样本快速检测的初步探索

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研究目的:血液是法医案件中最常见且富含信息量的生物检材,分析血液样本可以为案件侦破提供有力证据。然而,受限于分析仪器体积大、设备昂贵、样本前处理复杂等因素,实现便捷化血样分析的难度较大。为了提高案件的侦破效率,减少分析耗时,亟需建立一种血液样本即时快速检测的分析方法。近年来,荧光适配体传感技术因灵敏度高、特异性强、分析速度快、成本低等特点,在疾病诊断、药物传递、微量毒(药)物及病原菌检测等领域大放异彩。基于此,本研究旨在应用荧光适配体传感技术,初步建立一种法医血液样本快速检测的方法,并评估其在法医学实践中的应用价值。研究方法:(1)基于碳量子点适配体(CQDs-APT)纳米探针快速检测血液样本中17β-雌二醇含量,用于鉴别女性来源的血液。在本工作中,我们设计了一种绿色合成荧光传感器的方法,以柚子皮为原料,采用一锅水热法合成碳量子点(CQDs),经适配体修饰后形成CQDs-APT纳米探针。由于适配体和CQDs之间存在吸附作用,当二者形成CQDsAPT的探针复合物时,体系的荧光信号会被猝灭,添加目标物17β-雌二醇后,适配体会从CQDs上解吸附,使CQDs荧光恢复。此外,我们通过模拟来源于复杂载体的血液样本,对比了传统DNA分型技术和荧光适配体传感技术在PCR抑制剂存在情况下对血液样本性别的区分能力。(2)基于CdTe量子点的双发射荧光传感探针同时快速检测血液样本中急性心肌梗死相关标志物mi R-199a和mi R-499。在本工作中,我们首先合成了包覆有β-环糊精的CdTe荧光量子点,然后基于T7核酸外切酶辅助的信号循环放大策略,对急性心肌梗死相关的micro RNAs(mi R-199a和mi R-499)进行同时检测。作为探针的识别部分,适配体可特异性识别并结合目标micro RNAs。此外,我们不仅进一步评价了该探针的灵敏性和选择性,还将所研制的双发射型探针应用于血液样本中micro RNAs的检测,以评估其在实际检测中的有效性。研究结果:(1)与传统的合成方法相比,以柚皮为碳源合成的碳量子点具有操作简单、绿色合成、成本低等优点。通过将发荧光的CQDs与能特异性识别17β-雌二醇的适配体DNA序列结合,构成CQDs-APT纳米探针形成荧光适配体传感器,在10分钟内可快速定量检测0.025ng/m L至1 ng/m L动态浓度范围内的17β-雌二醇。并且,对于存在一定浓度的PCR抑制剂使基因座位点全部丢失、无法通过DNA分型技术判断性别的血液样本而言,荧光适配体传感技术仍能准确分辨具有高17β-雌二醇含量的女性血液样本,展现出非常优秀的女性样本辨别能力。(2)由CdTe量子点构建的荧光探针具有很强的荧光特性,在370 nm的激发波长下具有565 nm和644 nm两个发射峰。在最佳实验条件下,利用氧化石墨烯降低背景信号和T7核酸外切酶辅助信号放大的策略,构建的双发射荧光探针在30-50分钟内可同时快速检测0.1 p M至100 n M动态范围内的mi R-199a和mi R-499。通过多组对照实验证明双发射型探针在多靶标之间几乎不存在交叉反应,验证了该探针对同时测定mi R-199a和mi R-499含量的结果可靠性。并且,在血液样本检测中,该探针的实验检测值与实际加标值相差较小,回收率为81.3%~109.6%。相比传统检测方法,基于酶辅助信号放大策略利用双发射型荧光探针同时检测多种micro RNAs的方法具有更高的灵敏度,更简单的操作,且检测所需的时间更短。研究结论:本研究基于荧光适配体传感技术,成功建立了一种法医血液样本快速检测的方法。与传统常规的分析方法相比,该方法大大提高了法医工作者的工作效率,不仅为未来即时快速检测方法的发展奠定了基础,也为研究复杂的法医学案件开辟了可能。图17幅,表11个,参考文献116篇
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