基于microRNA-21响应的Zn^(2+)/DNA自组装体用于肿瘤的检测和氧化应激治疗

DNA材料具有的特异性、可编程性和生物相容性,使得其在生物检测和药物递送方面具有很大的应用优势。为了进一步拓展DNA材料的应用和合成方法,本文报道了利用DNA与金属离子之间的配合作用,简单高效地制备具有肿瘤标志物micro RNA-21(mi R-21)响应性的Zn^(2+)/DNA自组装纳米粒子(ZDNPs)。通过粒子中DNA发卡结构与mi R-21的特异性互补,激活荧光信号并释放Zn^(2+),导致细胞内产生大量活性氧,从而用于肿瘤的荧光成像和氧化应激治疗。合成的ZDNPs为形状均匀的球形粒子,能有效对Zn^(2+)进行装载。通过ZDNPs对mi R-21的响应性实验,验证了ZDNPs与miR-21浓度之间具有良好的线性响应荧光信号,线性响应范围在5~160 nmol/L,检测限为5 nmol/L,且具备特异性。此外,本文对ZDNPs在细胞内的作用效果也进行了研究,结果表明其能在肿瘤细胞内进行响应性的荧光成像,并能通过氧化应激途径介导肿瘤细胞凋亡。在活体的荧光成像和肿瘤治疗中,ZDNPs在肿瘤病灶部位体现出特异性和持续性的示踪能力,并且对肿瘤产生了明显的生长抑制效果。

基于戊二醛的氨基微球上DNA编码和抗体蛋白固定

用戊二醛和EDC/sulfo-NHS分别活化表面修饰了氨基和羧基的微球,在2种微球上分别固定相等摩尔浓度的氨基标记的发卡DNA和未经修饰的人TNF α捕获抗体,结果表明戊二醛的交联效果优于EDC/sulfo-NHS。从而选择戊二醛为交联剂将Cy3标记的发卡DNA和未经修饰的藻红蛋白(RPE)分别固定到微米球表面并进行了荧光观察,再通过调整蛋白和DNA的比例将FAM标记的发卡DNA和RPE同时固定到微米球上并观察荧光,为实现用DNA序列编码的微米球上多种生物标志物酶联免疫吸附检测奠定了基础。用RPE为荧光标记物采用双抗体夹心法在微球上进行荧光免疫反应,为商品化诊断试剂的研究提供一定的参考。

基于发卡型DNA循环杂交放大技术检测海产品中的Hg^(2+)含量

利用发卡型DNA的循环杂交放大作用和碱基T与Hg^(2+)之间的稳定结构,设计了一种高灵敏性的表面增强拉曼生物传感器用于海产品中痕量汞的检测。首先制备了携带有大量拉曼信号分子的纳米金生物条码作为拉曼信号探针。然后通过酰胺键将捕获DNA固载在磁珠表面上,利用T-Hg^(2+)-T形成的稳定结构和链式循环杂交反应放大技术,将含有大量拉曼信号DNA分子的纳米金颗粒通过生物素和链霉亲和素的特异性结合到磁珠上,最后通过SERS技术实现了溶液中Hg^(2+)的检测。最佳实验条件下,当固定磁珠捕获DNA浓度为1.0×10^(-7) mol/L,Tris-HCl缓冲溶液为p H 7.4,37℃下杂交反应3 h后,Hg^(2+)的浓度与拉曼信号强度呈良好的线性关系,测定线性范围为1.0×10^(-7)~1.0×10^(-13) mol/L,检测限1.0×10^(-13) mol/L(S/N=3)。该传感器用于海产品中Hg^(2+)的测定,测定值与ICP-AES的测定值基本一致。

全内反射瞬逝场照明高精度磁镊及其在DNA解旋酶研究中的应用

传统磁镊的测量精度受限于磁球的布朗涨落,当磁力小于约10pN时,磁球的布朗涨落明显增大,对应磁镊的空间分辨率显著下降.为了提高传统磁镊在小力条件下的测量精度,本文将全内反射荧光技术引入到磁镊技术中,并建立相适应的"磁球-手柄-荧光微球-待测生物分子"单分子连接系统,在小力条件下(小于10pN)获得纳米量级的测量精度.应用改进的磁镊对DNA发卡的折叠-去折叠态的转变过程进行了研究,依据DNA发卡的折叠-去折叠态转变的性质对全内反射场的穿透深度进行了校正,并结合实验结果对改进后的磁镊的测量精度进行分析.观察了Bloom解旋酶的解旋动力学过程,获得初步实验结果,证实了改进的磁镊在单分子研究中的实用性.

分子信标在DNA生物传感器中的应用

DNA传感器是基于DNA分子相互作用原理设计而成的一种新型的检测技术,具有快速,简单等优点,在基因分析及其他应用领域已显示出越来越重要的价值。分子信标是一种具有发卡式结构的寡核苷酸,由于其能够很好地识别单碱基错配序列,基于发卡式DNA的传感器较传统的单链DNA传感器有更好的检测特异性,目前得到广泛的研究。本文介绍了DNA生物传感器及分子信标的有关原理,并着重介绍了发卡式DNA的结构及其在DNA生物传感器中的应用。