新型DNA納米機(jī)器的構(gòu)建及其在腫瘤細(xì)胞拉曼檢測(cè)中的應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-06 09:07
癌癥是當(dāng)今人類健康面臨的最嚴(yán)重威脅之一,其發(fā)病率仍呈上升趨勢(shì),對(duì)腫瘤早期的準(zhǔn)確診斷和有效治療對(duì)提高腫瘤治愈率具有重要意義。MicroRNA(miRNA)作為一種重要的生物標(biāo)志物,在腫瘤相關(guān)基因的調(diào)控中起著重要的作用。目前,集診斷和治療功能于一體的診療平臺(tái)得到廣泛關(guān)注,迄今為止,許多納米治療劑已被設(shè)計(jì)用于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用并取得一定的進(jìn)展。但探索一種具有多模態(tài)成像和協(xié)同治療效果,能夠用于同時(shí)精確監(jiān)測(cè)和癌癥治療的集成化納米系統(tǒng)仍然是一個(gè)重大的挑戰(zhàn)。本課題主要采用了表面增強(qiáng)拉曼(Surface-Enhanced Raman Scattering,SERS)及熒光分析檢測(cè)方法,基于納米金、硫化銅、氧化鉬等離子材料,結(jié)合納米顆粒自組裝技術(shù)以及DNA納米機(jī)器的生物特性,構(gòu)建了多種生物相容性好、光學(xué)性能優(yōu)良的功能性納米制劑,設(shè)計(jì)了新型DNA放大策略,并將其應(yīng)用于細(xì)胞內(nèi)miRNA的檢測(cè)及腫瘤細(xì)胞的多模式治療。主要的研究內(nèi)容包括以下三個(gè)方面:(1)構(gòu)建了比率型SERS-熒光雙光譜檢測(cè)系統(tǒng),基于金-硫化銅基納米復(fù)合材料及3D DNA步行器信號(hào)放大策略對(duì)腫瘤細(xì)胞標(biāo)志物miRNA-21及腫瘤細(xì)胞進(jìn)行檢測(cè)和治療。由m...
【文章來源】:青島科技大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:113 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
常見的癌癥治療方法
新型DNA納米機(jī)器的構(gòu)建及其在腫瘤細(xì)胞拉曼檢測(cè)中的應(yīng)用研究4圖1-2腫瘤細(xì)胞的pH檢測(cè)原理圖。Fig.1-2SchematicdiagramofpHdetectionoftumorcells.1.1.2.2細(xì)胞內(nèi)ATP檢測(cè)三磷酸腺苷(ATP)是生物體內(nèi)一種在各種酶活性和生物進(jìn)程中起著關(guān)鍵作用的重要的小分子物質(zhì)。ATP廣泛存在與生物體的各個(gè)細(xì)胞中,但由于腫瘤細(xì)胞的特殊性,腫瘤細(xì)胞的ATP含量明顯多于普通細(xì)胞。因此,通過檢測(cè)腫瘤細(xì)胞內(nèi)外的ATP含量可以實(shí)現(xiàn)癌癥的檢測(cè)[26]。如圖1-3所示,鐘等[27]設(shè)計(jì)開發(fā)了一種ATP響應(yīng)的比率型DNA納米開關(guān)。納米開關(guān)由三條特別設(shè)計(jì)的ssDNA鏈組成。即中心鏈O1、O2和O3。該納米開關(guān)可以通過O3的3’端的膽固醇固定在細(xì)胞膜表面。最初,DNA納米開關(guān)處于開放狀態(tài),熒光集團(tuán)分離導(dǎo)致較低的FRET信號(hào)。ATP的存在會(huì)誘導(dǎo)兩個(gè)分開的適體鏈結(jié)合并使納米開關(guān)進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài),使得供體和受體熒光基團(tuán)靠近產(chǎn)生高FRET信號(hào)。該比率型的DNA納米開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)細(xì)胞外ATP的定量分析和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),具有廣闊的應(yīng)用前景。
青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文5圖1-3腫瘤細(xì)胞的ATP檢測(cè)原理圖。Fig.1-3SchematicdiagramofATPdetectionoftumorcells.1.1.2.3MicroRNA檢測(cè)MicroRNA(miRNA)是一類內(nèi)源性的、非編碼的RNA,在基因表達(dá)等基本生理活動(dòng)中起著重要作用的調(diào)控作用。miRNA的異常表達(dá)與多種人類癌癥密切相關(guān),因此可以被鑒定為有價(jià)值的生物標(biāo)志物[28,29]。然而,腫瘤細(xì)胞中miRNA的豐度較低,在許多情況下低于檢測(cè)閾值,這嚴(yán)重限制了腫瘤的檢測(cè)與選擇性治療。將信號(hào)放大策略與腫瘤細(xì)胞miRNA的檢測(cè)結(jié)合來進(jìn)行腫瘤細(xì)胞的檢測(cè)成為目前檢測(cè)腫瘤細(xì)胞的主流方式。王柯敏課題組[30]設(shè)計(jì)了雙重miRNA控制的雙重?cái)U(kuò)增級(jí)聯(lián)邏輯門AND電路,用于癌細(xì)胞的檢測(cè);舅悸肥峭ㄟ^級(jí)聯(lián)DNAzyme酶和雜交鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(Hybridchainreaction,HCR)來提高靈敏度,并通過同時(shí)檢測(cè)miRNA-122和miRNA-21來提高準(zhǔn)確性,管內(nèi)和細(xì)胞內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,級(jí)聯(lián)的邏輯門DNA電路可以起作用,并有助于將肝癌細(xì)胞與其他正常細(xì)胞和其他癌細(xì)胞區(qū)分開。并且預(yù)計(jì)改設(shè)計(jì)可廣泛應(yīng)用于促進(jìn)基礎(chǔ)生物學(xué)研究和準(zhǔn)確地疾病診斷。
本文編號(hào):3325490
【文章來源】:青島科技大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:113 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
常見的癌癥治療方法
新型DNA納米機(jī)器的構(gòu)建及其在腫瘤細(xì)胞拉曼檢測(cè)中的應(yīng)用研究4圖1-2腫瘤細(xì)胞的pH檢測(cè)原理圖。Fig.1-2SchematicdiagramofpHdetectionoftumorcells.1.1.2.2細(xì)胞內(nèi)ATP檢測(cè)三磷酸腺苷(ATP)是生物體內(nèi)一種在各種酶活性和生物進(jìn)程中起著關(guān)鍵作用的重要的小分子物質(zhì)。ATP廣泛存在與生物體的各個(gè)細(xì)胞中,但由于腫瘤細(xì)胞的特殊性,腫瘤細(xì)胞的ATP含量明顯多于普通細(xì)胞。因此,通過檢測(cè)腫瘤細(xì)胞內(nèi)外的ATP含量可以實(shí)現(xiàn)癌癥的檢測(cè)[26]。如圖1-3所示,鐘等[27]設(shè)計(jì)開發(fā)了一種ATP響應(yīng)的比率型DNA納米開關(guān)。納米開關(guān)由三條特別設(shè)計(jì)的ssDNA鏈組成。即中心鏈O1、O2和O3。該納米開關(guān)可以通過O3的3’端的膽固醇固定在細(xì)胞膜表面。最初,DNA納米開關(guān)處于開放狀態(tài),熒光集團(tuán)分離導(dǎo)致較低的FRET信號(hào)。ATP的存在會(huì)誘導(dǎo)兩個(gè)分開的適體鏈結(jié)合并使納米開關(guān)進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài),使得供體和受體熒光基團(tuán)靠近產(chǎn)生高FRET信號(hào)。該比率型的DNA納米開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)細(xì)胞外ATP的定量分析和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),具有廣闊的應(yīng)用前景。
青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文5圖1-3腫瘤細(xì)胞的ATP檢測(cè)原理圖。Fig.1-3SchematicdiagramofATPdetectionoftumorcells.1.1.2.3MicroRNA檢測(cè)MicroRNA(miRNA)是一類內(nèi)源性的、非編碼的RNA,在基因表達(dá)等基本生理活動(dòng)中起著重要作用的調(diào)控作用。miRNA的異常表達(dá)與多種人類癌癥密切相關(guān),因此可以被鑒定為有價(jià)值的生物標(biāo)志物[28,29]。然而,腫瘤細(xì)胞中miRNA的豐度較低,在許多情況下低于檢測(cè)閾值,這嚴(yán)重限制了腫瘤的檢測(cè)與選擇性治療。將信號(hào)放大策略與腫瘤細(xì)胞miRNA的檢測(cè)結(jié)合來進(jìn)行腫瘤細(xì)胞的檢測(cè)成為目前檢測(cè)腫瘤細(xì)胞的主流方式。王柯敏課題組[30]設(shè)計(jì)了雙重miRNA控制的雙重?cái)U(kuò)增級(jí)聯(lián)邏輯門AND電路,用于癌細(xì)胞的檢測(cè);舅悸肥峭ㄟ^級(jí)聯(lián)DNAzyme酶和雜交鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(Hybridchainreaction,HCR)來提高靈敏度,并通過同時(shí)檢測(cè)miRNA-122和miRNA-21來提高準(zhǔn)確性,管內(nèi)和細(xì)胞內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,級(jí)聯(lián)的邏輯門DNA電路可以起作用,并有助于將肝癌細(xì)胞與其他正常細(xì)胞和其他癌細(xì)胞區(qū)分開。并且預(yù)計(jì)改設(shè)計(jì)可廣泛應(yīng)用于促進(jìn)基礎(chǔ)生物學(xué)研究和準(zhǔn)確地疾病診斷。
本文編號(hào):3325490
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