基于DNA纳米步行器信号放大策略的荧光生物传感器构建研究

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肿瘤细胞高灵敏度检测是临床癌症早期诊断和治疗的一个重要课题。DNA纳米步行器依据DNA链基本结构,驱动链分子沿特定轨道迁移实现信号放大基本策略。本文基于DNA、量子点(QDs)和聚苯乙烯微球,构建了一种熵驱动双足燃料发夹结构的DNA纳米3D步行荧光传感器,提高信号放大的效率,并应用于肿瘤细胞检测。(1)利用“一锅法”合成水溶性DNA功能化的量子点,并与DNA、适配体DNA自组装具有示踪作用四面体的捕捉探针;通过电泳、原子力显微镜以及透射电镜表征了所制备的DNA四面体的结构和特征,并通过比较该四面体DNA-适配体、单链DNA-适配体分别与He La细胞吞噬作用,来表征其结构的优越性和功能性;利用修饰氨基的DNA功能化的量子点,与羧基修饰的聚苯乙烯微球相结合构建DNA步行器的3D轨道;利用碱基互补配对,修饰荧光淬灭基团BHQ2的DNA链与轨道链结合,使量子点荧光淬灭;通过讨论单双足燃料链在熵驱动循环放大过程中的效果以及反应条件对搭建熵驱动的DNA纳米3D步行荧光传感器的影响,确定步行器最佳的制备条件。(2)通过向所制备放大体系加入不同浓度的He La细胞,证明He La细胞对整个熵驱动的DNA纳米3D步行荧光传感器的荧光具有恢复作用,并且荧光强度的恢复与细胞浓度呈现线性关系。在10~2-10~6 cell·m L-1的线性浓度区间中,其回归方程是:ΔF=-0.2229+0.5547lg C(C为He La细胞的浓度),线性相关系数为0.997,其理论检测限(LOD)为7 cells·m L-1(S/N=3)。所制备的熵驱动的DNA纳米3D步行荧光传感器具有较高的选择性、特异性和稳定性。本研究所设计熵驱动的DNA纳米3D步行荧光传感器为肿瘤细胞高临床癌症早期诊断和治疗提供了新的方向。
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