【摘要】：繼艾滋病之后,癌癥成為世界范圍內(nèi)又一大公共健康問題。根據(jù)美國國家衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)中心收集的癌癥死亡率數(shù)據(jù),2019年預(yù)計(jì)約有170萬份癌癥診斷記錄和600000例癌癥死亡病例,惡性癌癥死亡率占公民死因的23.91%。因此早期癌癥的確診和干預(yù)已成為降低癌癥死亡率的主要任務(wù)。本文基于生物相容性納米貴金屬材料結(jié)合熒光共振能量轉(zhuǎn)移與表面增強(qiáng)拉曼散射,實(shí)現(xiàn)了腫瘤標(biāo)志物端粒酶、miRNAs和MUC1蛋白的檢測。本文主要包括以下三個(gè)部分:(1)第一章基于熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)和表面增強(qiáng)拉曼(SERS)技術(shù)構(gòu)建了一種新型的“蹺蹺板”式比率探針(SR),實(shí)現(xiàn)了在單個(gè)活細(xì)胞內(nèi)端粒酶成像和檢測。當(dāng)SR探針利用細(xì)胞膜的胞吞作用進(jìn)入MCF-7細(xì)胞時(shí),Rox分子接近AuNPs,Cy3分子遠(yuǎn)離AuNPs,Rox的熒光被淬滅,出現(xiàn)拉曼信號(hào),Cy3的熒光恢復(fù),拉曼信號(hào)消失。當(dāng)存在端粒酶和dNTPs時(shí),由引物鏈產(chǎn)生端粒酶重復(fù)序列(TTAGGG)_n引發(fā)競爭性雜交反應(yīng)。SR探針的結(jié)構(gòu)解離,發(fā)夾DNA H2被釋放,H1的發(fā)夾結(jié)構(gòu)恢復(fù)。由于Rox,Cy3和AuNPs之間距離的改變,Rox分子遠(yuǎn)離AuNPs,而Cy3分子靠近AuNPs,由于FRET現(xiàn)象,Cy3的熒光淬滅,出現(xiàn)拉曼信號(hào),Rox的熒光恢復(fù),拉曼信號(hào)消失。SR探針的動(dòng)態(tài)變化由熒光成像來檢測,而用雙信號(hào)拉曼強(qiáng)度的比值來定量檢測端粒酶的活性。(2)第二章設(shè)計(jì)了一種雙標(biāo)記納米探針(DL),實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞膜上的MUC1蛋白和細(xì)胞內(nèi)的miRNA-21的識(shí)別。當(dāng)雙標(biāo)記納米探針與細(xì)胞膜接觸時(shí),MCF-7細(xì)胞膜上過度表達(dá)的MUC1蛋白會(huì)與探針上的適體鏈H2結(jié)合,H2鏈從雙標(biāo)記納米探針上解離出來,H2鏈上修飾的Rox分子與AuNPs之間的距離增大,Rox的拉曼信號(hào)消失,熒光信號(hào)恢復(fù),細(xì)胞膜上出現(xiàn)Rox的熒光信號(hào)(藍(lán)色)。H2鏈與在細(xì)胞膜表面上的MUC1蛋白結(jié)合后,DNA H1的發(fā)夾結(jié)構(gòu)恢復(fù),Cy3分子與AuNPs的距離減小,出現(xiàn)Cy3的拉曼信號(hào),并且熒光信號(hào)被淬滅。當(dāng)細(xì)胞內(nèi)miRNA-21出現(xiàn)時(shí),miRNA-21將DNA H1發(fā)夾結(jié)構(gòu)打開,導(dǎo)致Cy3的拉曼信號(hào)消失,熒光信號(hào)恢復(fù),Cy3(紅色)的熒光信號(hào)出現(xiàn)在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)。(3)第三章設(shè)計(jì)了或門(OR),與門(AND)兩種DNA邏輯門,同時(shí)制備了有Rox拉曼信號(hào)的探針,將無酶放大策略的雜交鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(HCR)和表面增強(qiáng)拉曼散射技術(shù)(SERS)用于構(gòu)建目標(biāo)miRNA響應(yīng)的SERS邏輯門。通過目標(biāo)miRNA識(shí)別OR邏輯門的發(fā)夾DNA H1,H2和S1鏈將HCR反應(yīng)的立足點(diǎn)暴露出來,并與另外六種發(fā)夾DNA H3和H4,H5和H6,S2和S3反應(yīng),引發(fā)雜交鏈?zhǔn)椒磻?yīng),形成長的雙鏈DNA,進(jìn)一步將標(biāo)記有Rox的拉曼探針加入反應(yīng)體系,與形成的雙鏈DNA結(jié)合實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)miRNA的檢測。
【圖文】：

多功能納米探針的構(gòu)建及細(xì)胞內(nèi)活性物質(zhì)的檢測1.1 腫瘤及腫瘤標(biāo)志物1.1.1 世界腫瘤近況根據(jù)世界衛(wèi)生組織 WHO 在 2015 年的預(yù)計(jì)，在 172 個(gè)國家中，91 個(gè)國家中 70 歲以下人口的癌癥死亡率位居第一和第二位，在 21 個(gè)國家中位居第三和第四位。由于世界范圍內(nèi)人口的迅速增長和老齡化問題的加劇，世界各國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平有很大的差異，因此在經(jīng)濟(jì)水平不同的國家中癌癥死亡率不同。

啉非共價(jià)修飾石墨烯構(gòu)建的檢測細(xì)胞周期蛋白 A2 肽傳感-2 Schematic diagram of the porphyrin-noncovalently functiographene-based peptide sensor for cyclin A2 detection.具有其設(shè)置簡單、無標(biāo)記及低背景信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)[81]。超靈敏無標(biāo)記的電致化學(xué)發(fā)光分析方法，用高效的測細(xì)胞周期蛋白 A2。如圖 1-3 所示，在石墨烯和上醇六肽構(gòu)建成為 ECL 生物傳感器，可以和細(xì)胞周測細(xì)胞周期蛋白 A2，而且還可以通過 ECL 的發(fā)光瘤細(xì)胞。
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：R446.1;O657.3;TB383.1

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本文編號(hào)：2615723