新型納米材料基電化學(xué)DNA傳感器的構(gòu)建及其在KRAS基因檢測中的研究
發(fā)布時間:2021-10-08 19:14
與癌癥相關(guān)基因的分析檢測對腫瘤早期篩查及治療過程的動態(tài)監(jiān)測具有非常重要的意義。鼠類肉瘤病毒癌基因(kirsten rat sarcoma viral oncogene,KRAS)突變狀態(tài)是人非小細(xì)胞肺癌、結(jié)直腸癌等多種癌癥所關(guān)注的研究熱點之一,在癌癥的靶向藥物篩選研究中也發(fā)揮著關(guān)鍵作用,所以KRAS基因突變狀態(tài)的檢測至關(guān)重要。隨著納米技術(shù)與多學(xué)科領(lǐng)域的不斷交叉滲透,基于生化傳感的檢測方法為體外診斷疾病標(biāo)志物提供了新的思路。電化學(xué)檢測方法的簡便易行及高靈敏度使其在分子檢測上具有很好的優(yōu)勢,本論文構(gòu)建了一系列可用于KRAS基因檢測的高靈敏電化學(xué)DNA生物傳感器,為新型電化學(xué)DNA傳感器的研究提供了新的思路和方法。主要研究工作如下:(1)構(gòu)建了基于MoS2/MWCNTs-COOH的高靈敏電化學(xué)DNA傳感器用于KRAS基因檢測制備了MoS2/MWCNTs-COOH復(fù)合納米材料并修飾到玻碳電極表面,將5’端氨基修飾的捕獲探針分子通過酰胺共價鍵固定到MoS2/MWCNTs-COOH工作電極表面,并以亞甲基藍(lán)做電活性指示劑,實現(xiàn)了對K...
【文章來源】:重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
用于檢測microRNA的電化學(xué)生物傳感器檢測原理圖
重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文4通過這種酶切輔助循環(huán)放大的方法使該傳感器檢測性能得到了提高,檢測限達(dá)到了12.8fM,檢測范圍為0.02pM~2nM。圖1.1用于檢測microRNA的電化學(xué)生物傳感器檢測原理圖Fig.1.1SchematicillustrationofelectrochemicalbiosensorformicroRNAdetection圖1.2用于檢測DNA的雙信號比率電化學(xué)DNA生物傳感器原理圖Fig.1.2SchematicillustrationofratiometricelectrochemicalbiosensorforDNAdetectionYang等人[65]構(gòu)建了一種基于三維ZnO/MoS2納米材料的無標(biāo)記電化學(xué)DNA傳感器,并實現(xiàn)了對PML/RARA融合基因的靈敏檢測,原理如圖1.3所示。該傳感器的檢測范圍為1.0×10-15M~1.0×10-6M,其檢測限低至6.6×10-16M。玻碳電極上
1緒論5修飾的ZnO/MoS2不僅提高了電極的導(dǎo)電性和電極表面的電子傳遞效率,其三維結(jié)構(gòu)也使得電極的比表面積增大,提高了電極表面DNA探針的反應(yīng)平臺,另外,ZnO帶正電荷,這對DNA的固定也非常有利,通過納米材料對電極表面進(jìn)行改性使傳感器的性能得到極大提高,靈敏度得以增強(qiáng)。圖1.3用于PML/RARA融合基因檢測的電化學(xué)生物傳感器原理圖Fig.1.3SchematicillustrationofelectrochemicalbiosensorforPML/RARAfusiongenedetectionNguyet等人[66]設(shè)計合成了一種核殼結(jié)構(gòu)的CeO2-NR@Ppy復(fù)合納米材料,構(gòu)建了能應(yīng)用于沙門氏菌(Salmonella)總DNA靈敏檢測的新型電化學(xué)DNA傳感器。其檢測原理如圖1.4所示,CeO2-NR@Ppy通過共價鍵合作用將捕獲探針固定在修飾電極上,如果PCR檢測樣本中存在目的基因,那么目的基因和捕獲探針會由于堿基互補(bǔ)作用而形成互補(bǔ)雙鏈,所形成的雙鏈會阻礙電極表面的電子傳遞,并且電極電阻會隨目標(biāo)序列濃度的增大而增大,最后通過電化學(xué)交流阻抗譜法(electrochemicalimpedancespectroscopy,EIS)對傳感器的檢測性能進(jìn)行測定。研究結(jié)果表明,該傳感器具有良好的靈敏度和選擇性,檢測限為0.084nM,檢測范圍為0.01~0.4nM,最后,此傳感器也對實際樣本進(jìn)行了檢測,并達(dá)到了很好的效果。核酸腫瘤標(biāo)志物在人體中的含量非常低,因此還需要開發(fā)更加靈敏的檢測方法。無論是以檢測DNA還是RNA為目的所設(shè)計的傳感器,其原理均立足于堿基互補(bǔ)配對原則。根據(jù)不同的分類方式,可以將其分為標(biāo)記型與非標(biāo)記型;酶型與無酶型。根據(jù)探針設(shè)計的類型不同還可以分成三明治型,Y型,四面體型等。無論采用那種方法,最終的目的都是構(gòu)建一種超靈敏的、具備優(yōu)良選擇性和穩(wěn)定性
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]液體活檢技術(shù)在腫瘤中的研究與應(yīng)用進(jìn)展[J]. 楊凌舸,羅鵬,陳士奇,王春萌. 腫瘤. 2018(11)
[2]CTC及ctDNA在非小細(xì)胞肺癌精準(zhǔn)治療中的進(jìn)展[J]. 趙赫,燕飛虎,唐潔冰,陶冀. 現(xiàn)代腫瘤醫(yī)學(xué). 2018(19)
[3]液體活檢在肺癌早期診斷中的研究進(jìn)展[J]. 宋治鵬,劉洋. 中國肺癌雜志. 2018(08)
[4]放射性核素骨掃描和PET-CT診斷轉(zhuǎn)移性骨腫瘤的臨床價值[J]. 范賢東,廖梓宏,王安波. 當(dāng)代醫(yī)學(xué). 2016(13)
[5]Thin-layered MoS2/polyaniline nanocomposite for highly sensitive electrochemical detection of chloramphenicol[J]. Huai-Yin Chen,Jin Wang,Le Meng,Tao Yang,Kui Jiao. Chinese Chemical Letters. 2016(02)
博士論文
[1]石墨烯和多孔碳納米復(fù)合材料的制備及電化學(xué)性能研究[D]. 劉蕾.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2018
[2]循環(huán)腫瘤DNA測序的數(shù)據(jù)分析方法[D]. 陳實富.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院) 2017
[3]非小細(xì)胞肺癌患者手術(shù)前后循環(huán)腫瘤DNA檢測研究[D]. 郭楠楠.中國人民解放軍醫(yī)學(xué)院 2017
[4]MoS2/石墨烯復(fù)合納米材料的制備及其電化學(xué)應(yīng)用研究[D]. 葉劍波.浙江大學(xué) 2017
[5]基于功能化石墨烯新型DNA生物傳感器的構(gòu)建及在腫瘤檢測中的研究[D]. 陳梅.重慶大學(xué) 2016
[6]DNA電化學(xué)生物傳感器的構(gòu)建及其生化分析新方法研究[D]. 高中鋒.西南大學(xué) 2016
[7]KRAS基因突變預(yù)測非小細(xì)胞肺癌預(yù)后和療效的Meta分析[D]. 潘巍.南京醫(yī)科大學(xué) 2016
[8]基于鏈置換反應(yīng)的分子識別和信號放大技術(shù)的建立及生物傳感應(yīng)用[D]. 朱靜.山東大學(xué) 2015
碩士論文
[1]錯配修復(fù)蛋白及Kras蛋白在子宮內(nèi)膜樣腺癌中的表達(dá)及意義[D]. 梁婷.南昌大學(xué) 2018
[2]真實世界68例晚期結(jié)直腸癌中醫(yī)優(yōu)勢人群特征與基因突變動態(tài)趨勢分析[D]. 徐鈺瑩.北京中醫(yī)藥大學(xué) 2018
[3]KRAS突變型結(jié)腸癌化療耐藥的新機(jī)制[D]. 丁欣.安徽醫(yī)科大學(xué) 2018
[4]球狀MoS2微粒及MoS2/RGO復(fù)合物的制備及其催化性能研究[D]. 李瑩.天津理工大學(xué) 2018
[5]ctDNA在結(jié)直腸癌診斷中的應(yīng)用研究[D]. 姬曉勇.華南理工大學(xué) 2017
[6]基于DNA鏈置換反應(yīng)構(gòu)建的電化學(xué)生物傳感器在核酸檢測中的應(yīng)用[D]. 王思齊.湖北中醫(yī)藥大學(xué) 2017
[7]KRAS基因第12、13號密碼子突變與肝內(nèi)膽管癌臨床病理的關(guān)系[D]. 陳超.湖南師范大學(xué) 2016
[8]基于鏈置換和目標(biāo)循環(huán)信號放大技術(shù)的DNA生物傳感器用于DNA和微小RNA的檢測[D]. 吳冬枝.福建醫(yī)科大學(xué) 2016
[9]二硫化鉬—石墨烯復(fù)合納米片的制備及電化學(xué)性能研究[D]. 張虹.哈爾濱理工大學(xué) 2016
本文編號:3424793
【文章來源】:重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
用于檢測microRNA的電化學(xué)生物傳感器檢測原理圖
重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文4通過這種酶切輔助循環(huán)放大的方法使該傳感器檢測性能得到了提高,檢測限達(dá)到了12.8fM,檢測范圍為0.02pM~2nM。圖1.1用于檢測microRNA的電化學(xué)生物傳感器檢測原理圖Fig.1.1SchematicillustrationofelectrochemicalbiosensorformicroRNAdetection圖1.2用于檢測DNA的雙信號比率電化學(xué)DNA生物傳感器原理圖Fig.1.2SchematicillustrationofratiometricelectrochemicalbiosensorforDNAdetectionYang等人[65]構(gòu)建了一種基于三維ZnO/MoS2納米材料的無標(biāo)記電化學(xué)DNA傳感器,并實現(xiàn)了對PML/RARA融合基因的靈敏檢測,原理如圖1.3所示。該傳感器的檢測范圍為1.0×10-15M~1.0×10-6M,其檢測限低至6.6×10-16M。玻碳電極上
1緒論5修飾的ZnO/MoS2不僅提高了電極的導(dǎo)電性和電極表面的電子傳遞效率,其三維結(jié)構(gòu)也使得電極的比表面積增大,提高了電極表面DNA探針的反應(yīng)平臺,另外,ZnO帶正電荷,這對DNA的固定也非常有利,通過納米材料對電極表面進(jìn)行改性使傳感器的性能得到極大提高,靈敏度得以增強(qiáng)。圖1.3用于PML/RARA融合基因檢測的電化學(xué)生物傳感器原理圖Fig.1.3SchematicillustrationofelectrochemicalbiosensorforPML/RARAfusiongenedetectionNguyet等人[66]設(shè)計合成了一種核殼結(jié)構(gòu)的CeO2-NR@Ppy復(fù)合納米材料,構(gòu)建了能應(yīng)用于沙門氏菌(Salmonella)總DNA靈敏檢測的新型電化學(xué)DNA傳感器。其檢測原理如圖1.4所示,CeO2-NR@Ppy通過共價鍵合作用將捕獲探針固定在修飾電極上,如果PCR檢測樣本中存在目的基因,那么目的基因和捕獲探針會由于堿基互補(bǔ)作用而形成互補(bǔ)雙鏈,所形成的雙鏈會阻礙電極表面的電子傳遞,并且電極電阻會隨目標(biāo)序列濃度的增大而增大,最后通過電化學(xué)交流阻抗譜法(electrochemicalimpedancespectroscopy,EIS)對傳感器的檢測性能進(jìn)行測定。研究結(jié)果表明,該傳感器具有良好的靈敏度和選擇性,檢測限為0.084nM,檢測范圍為0.01~0.4nM,最后,此傳感器也對實際樣本進(jìn)行了檢測,并達(dá)到了很好的效果。核酸腫瘤標(biāo)志物在人體中的含量非常低,因此還需要開發(fā)更加靈敏的檢測方法。無論是以檢測DNA還是RNA為目的所設(shè)計的傳感器,其原理均立足于堿基互補(bǔ)配對原則。根據(jù)不同的分類方式,可以將其分為標(biāo)記型與非標(biāo)記型;酶型與無酶型。根據(jù)探針設(shè)計的類型不同還可以分成三明治型,Y型,四面體型等。無論采用那種方法,最終的目的都是構(gòu)建一種超靈敏的、具備優(yōu)良選擇性和穩(wěn)定性
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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[5]Thin-layered MoS2/polyaniline nanocomposite for highly sensitive electrochemical detection of chloramphenicol[J]. Huai-Yin Chen,Jin Wang,Le Meng,Tao Yang,Kui Jiao. Chinese Chemical Letters. 2016(02)
博士論文
[1]石墨烯和多孔碳納米復(fù)合材料的制備及電化學(xué)性能研究[D]. 劉蕾.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2018
[2]循環(huán)腫瘤DNA測序的數(shù)據(jù)分析方法[D]. 陳實富.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院) 2017
[3]非小細(xì)胞肺癌患者手術(shù)前后循環(huán)腫瘤DNA檢測研究[D]. 郭楠楠.中國人民解放軍醫(yī)學(xué)院 2017
[4]MoS2/石墨烯復(fù)合納米材料的制備及其電化學(xué)應(yīng)用研究[D]. 葉劍波.浙江大學(xué) 2017
[5]基于功能化石墨烯新型DNA生物傳感器的構(gòu)建及在腫瘤檢測中的研究[D]. 陳梅.重慶大學(xué) 2016
[6]DNA電化學(xué)生物傳感器的構(gòu)建及其生化分析新方法研究[D]. 高中鋒.西南大學(xué) 2016
[7]KRAS基因突變預(yù)測非小細(xì)胞肺癌預(yù)后和療效的Meta分析[D]. 潘巍.南京醫(yī)科大學(xué) 2016
[8]基于鏈置換反應(yīng)的分子識別和信號放大技術(shù)的建立及生物傳感應(yīng)用[D]. 朱靜.山東大學(xué) 2015
碩士論文
[1]錯配修復(fù)蛋白及Kras蛋白在子宮內(nèi)膜樣腺癌中的表達(dá)及意義[D]. 梁婷.南昌大學(xué) 2018
[2]真實世界68例晚期結(jié)直腸癌中醫(yī)優(yōu)勢人群特征與基因突變動態(tài)趨勢分析[D]. 徐鈺瑩.北京中醫(yī)藥大學(xué) 2018
[3]KRAS突變型結(jié)腸癌化療耐藥的新機(jī)制[D]. 丁欣.安徽醫(yī)科大學(xué) 2018
[4]球狀MoS2微粒及MoS2/RGO復(fù)合物的制備及其催化性能研究[D]. 李瑩.天津理工大學(xué) 2018
[5]ctDNA在結(jié)直腸癌診斷中的應(yīng)用研究[D]. 姬曉勇.華南理工大學(xué) 2017
[6]基于DNA鏈置換反應(yīng)構(gòu)建的電化學(xué)生物傳感器在核酸檢測中的應(yīng)用[D]. 王思齊.湖北中醫(yī)藥大學(xué) 2017
[7]KRAS基因第12、13號密碼子突變與肝內(nèi)膽管癌臨床病理的關(guān)系[D]. 陳超.湖南師范大學(xué) 2016
[8]基于鏈置換和目標(biāo)循環(huán)信號放大技術(shù)的DNA生物傳感器用于DNA和微小RNA的檢測[D]. 吳冬枝.福建醫(yī)科大學(xué) 2016
[9]二硫化鉬—石墨烯復(fù)合納米片的制備及電化學(xué)性能研究[D]. 張虹.哈爾濱理工大學(xué) 2016
本文編號:3424793
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