基于靶向识别多目标物核酸探针的电化学多元分析方法研究

来源 :宁波大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jskrrockboy
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本文基于靶向识别多目标物核酸探针的电化学多元分析方法构建了一系列新型电化学传感器,并将其用于多元分析检测各类目标物。包括:抗生素(卡那霉素和氨苄西林)、微小RNA(micro RNA-21和micro RNA-155)、食源性致病菌(副溶血弧菌、鼠伤寒沙门氏菌)等。卡那霉素和氨苄西林检测方法的构建是基于金属编码的脱铁铁蛋白探针和双搅拌棒辅助的靶标循环用于信号放大的策略,以实现电化学灵敏分析。micro RNA-21和micro RNA-155的同时检测方法的构建是基于使用搅拌棒辅助磁性DNA纳米球编码的探针的使用,以实现高度灵敏地同时检测血清中的micro RNA。副溶血弧菌、鼠伤寒沙门氏菌的同时检测方法的构建是基于磁性功能化支链DNA杂交自组装和双搅拌电极DNA walker策略。相对于单检测来说,我们构建的多目标物同时检测策略,提高了检测灵敏度和准确度,同时提高分析检测效率,减小假阳性信号出现的概率,因此具有更加广泛的应用前景。基于此,本课题构建了一系列基于靶向识别多目标物核酸探针用于电化学多元分析方法研究。为了检测方法的灵敏度得到进一步提高,我们相应地引入了一系列的信号放大技术。该方法满足了电学多元分析检测中,高特异性、高灵敏度的同时检测,同时为多元分析检测提供了新的思路。本研究主要从以下三个方面展开:1.构建基于金属编码的脱铁铁蛋白探针和双搅拌棒辅助的靶标循环用于信号放大的多路复用电化学适体传感器本章工作主要通过使用金属离子编码的载铁蛋白探针和双搅拌棒辅助的靶标回收利用信号放大技术,设计了以卡那霉素(KANA)和氨苄青霉素(AMP)为代表分析物的用于多重抗生素检测的多重电化学适体传感器。通过载铁蛋白加载Cd2+和Pb2+离子并分别标记双链DNA(对应于具有互补DNA序列的KANA和AMP杂交体的适体)来制备编码的探针。在存在KANA和AMP的情况下,靶标可以与条形探针反复发生反应,然后将许多Apo-Mencoded信号标签替换为上清液。通过单次方波伏安法检测了来自标签的Cd2+和Pb2+的峰值电流,对应于KANA和AMP的浓度。结果,可以同时检测到0.05 p M至50 n M范围内的KANA和AMP,检测限分别为18 f M KANA和15 f M AMP(S/N=3)。检验该方法以检测样品中的KANA和AMP残基具有一致的ELISA结果,例如牛奶和鱼肉。由于Apo-M编码的探针具有高信号物质的负载能力,因此该测定具有高度灵敏性,选择性,成本效益和易于操作的特点。此外,还制作了无酶,可克服基质干扰的双搅拌棒辅助靶回收技术,用于信号放大。因此,该检测方法显示出潜在的优势,可以灵敏地筛查食品中的残留抗生素。2.使用搅拌棒辅助磁性DNA纳米球编码的探针高度灵敏地同时检测血清中的micro RNA本章工作通过合成了三3D磁性DNA纳米球,并将其固定在金搅拌棒上,作为mi RNA捕获和信号放大的编码探针。电化学标签标记的DNA通过超支化杂交链反应(HHCR)固定在镀金的磁性纳米球上。随后,将磁性DNA纳米球固定在金搅拌棒上,作为编码探针。通过替换磁性DNA纳米球编码的探针,将靶标mi RNA捕获在搅拌棒的表面,并且对探针进行了磁性富集,以实现高灵敏度和选择性的电化学检测。金搅拌棒辅助的3D磁性DNA纳米球编码探针具有双重功能:作为纳米载体,可增加HHCR产物的负载量,它们也是通过磁富集有效电化学信号放大的平台。该方法已成功应用于5f M至2 n M的宽线性范围内的mi RNA21和mi RNA155的检测,检测限分别为1.5 f M和1.8 f M。该方法的初步应用表明,它在检测血清样品中的mi RNA方面具有巨大的潜力。3.基于磁性功能化支链DNA杂交自组装和双搅拌棒策略用于细菌的电化学同时检测本章工作建立了一种基于磁性功能化支链DNA杂化自组装和双搅拌棒策略的分析方法,用于同时电化学检测和区分弧菌,沙门氏菌和副溶血弧菌。在这项工作中,我们合成了三维磁性DNA纳米球,并将其固定在金片上,作为弧菌捕获和信号放大的编码探针。电化学标记的DNA通过功能化支链杂交自组装(FBCHS)固定在镀金的磁性纳米球上。然后,将磁性DNA纳米球固定在金板上作为编码探针。弧菌结合并从金片A表面的四面体释放磁性DNA纳米信号探针,然后在修饰的Exo-I酶的作用下,在金片B表面释放目标弧菌,以进行下一个循环反应。经过一段时间的反应后,探针的磁性能变强,从而获得更高的灵敏度和选择性的电化学检测。DAN四面体结构的捕获探针具有较好的空间取向性,能提高目标物的捕获效率。金片上的Exo-I酶可循环使用和棒上酶的高密度富集提高了酶的利用效率。将信号标签通过磁性富集到电极上,磁性分离富集信号分子,可去除背景干扰。新型的基于DNA Walker的目标物循环信号放大体系,可实现相分离,去除背景干扰。该方法的初步应用表明,它在海鱼样品中致病菌的检测中具有很大的潜力。
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