基于SERS和单分子荧光的外泌体内含microRNA检测技术研究

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外泌体内含的microRNA(miRNA)具有肿瘤特异性的表达谱,且在肿瘤发生和进展中发挥重要作用。检测外泌体中miRNA的表达水平能为肿瘤的诊断和治疗提供关键的依据。本论文的工作以发展灵敏度高、可靠性好、适用性强的外泌体miRNA检测技术为目标,利用功能化的纳米探针建立了一类基于表面增强拉曼散射(SERS)和单分子荧光(SMF)的新型miRNA-21(mi R-21)光学检测方法,成功地实现了miRNA-21的定量检测。本论文的工作能为癌症的临床早期诊断提供一种有效的方案。论文的主要结果包括:(1)为了发掘SERS与SMF联用后所产生的技术优势,设计并制备了新型SERS-表面增强荧光(SEF)-SMF三模式光学纳米探针。该探针以金核银壳纳米棒作为金属基底,分别修饰上拉曼标记分子和荧光标记分子,通过涂覆在粒子表面的聚合物电解质的层数控制SEF的增强效果。运用此探针获取了癌细胞的SERS、荧光和超分辨三模式光学成像。结果表明,SERS与SMF结合后能实现优势互补,可以获取更丰富的光学信息。(2)针对外泌体miRNA检测的要求和特点,基于SERS与SMF设计了一种miRNA纳米光学探针。该探针以球形的金核银壳纳米粒子作为金属基底,通过修饰拉曼标记分子和带有荧光的DNA链实现SERS和SMF信号的集成。该探针具有尺寸小,结构简单,稳定性高以及双模式的光学信号等优点,是一种优异的miRNA检测探针。(3)提出了一种SERS与SMF相结合的mi R-21检测方案,利用制备miRNA探针识别并杂交待测的mi R-21序列。通过检测杂交反应处的SERS信号和SMF信号,实现了mi R-21的定量检测。该方案的检测限为3p M,线性动态响应范围为0.01n M-1μM。该方案具有操作简单、适用性强、灵敏度高、可靠性强、动态范围广等诸多优点,在miRNA检测中具有较大的潜力。
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