荧光光谱法检测乙肝病毒HBV-DNA和凝血酶的研究

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乙肝病毒是当前传染性很强的一种病毒,可引起慢性肝炎和肝硬化。因此,发展一种高灵敏的和高选择性的检验乙肝病毒的方法成为热点课题之一。凝血酶是一种常见的蛋白质,它在分子生物学中起着重要的作用,许多工作都致力于发展灵敏度高的凝血酶传感器。核酸适体与靶分子之间分子的识别功能与抗体与抗原的识别非常相似,作为一种新型的分子识别工具,可以与适配体作用的靶分子种类很多(包括免疫原性弱及不具有免疫原性的物质和毒素),同时,核酸适体具有自身稳定性强、易功能化修饰、变性复性快速、可逆标记和可作为优良的纳米器件等优点。因此,核酸适体作为识别分子的分析技术得到迅速的发展。本论文主要分为以下四个部分:(1)利用核酸外切酶Ⅲ降解杂交的DNA链,将荧光素修饰的DNA探针释放到溶液中,通过测定溶液的荧光强度来测定乙肝病毒(HBV-DNA)的浓度。考察了缓冲溶液的种类、pH、反应时间等对反应体系荧光强度的影响,确定了最佳反应条件:最佳缓冲溶液为TT缓冲溶液(pH 8.0,250 mM Tris-HCl,0.1% (V/V) Tween 20),缓冲溶液的最佳pH为9.0,生物素与亲和素最佳结合时间为25 min,DNA的最佳杂交时间为20 min,酶反应最佳时间为1.1 h。在最佳反应条件下,随着HBV-DNA浓度的增加,体系的荧光强度明显增强。该方法测定HBV-DNA的线性范围为5.0×10-13~5.0×10-12 M,检测限为3.35×10-13 M。(2)利用纳米金放大的方法,将修饰荧光素的信号DNA连接在纳米金表面,纳米金通过HBV-DNA与磁珠连接,1,4-二硫苏糖醇(DTT)可以替代信号DNA连接在纳米金表面,使荧光素标记的信号DNA脱离纳米金到溶液中,测定溶液的荧光强度可以得到HBV-DNA的浓度。磁珠不仅可以用来磁性分离,还可以降低DNA的非特异性吸附。同时,纳米金有放大信号的功能。基于纳米金放大原理的荧光光谱体系中测定的HBV-DNA的检测限为2.18×10-14 M。(3)利用涂覆亲和素的96孔板和纳米金磁性微球来检测HBV-DNA的浓度。纳米金磁性微球不仅可以放大信号,还可以利用其可磁性分离的特点减小DNA的非特异性吸附。利用DTT代替反应,使得修饰荧光素的信号DNA脱离纳米金磁性微球表面悬浮在溶液中,通过荧光光谱法测定溶液中的荧光强度来得到HBV-DNA的浓度。信号的放大和低背景使得该方法检测限为7.52 fM,可用于随时检测HBV-DNA的浓度。(4)基于凝血酶与其两种适体之间特异性结合设计了一种灵敏的和特异性的夹心结构来检测凝血酶的浓度。连接在纳米金表面的识别DNA(S3)与引发DNA(S4)可部分杂交,由于取代DNA(S5)与识别DNA可完全杂交,从而引发DNA被释放到溶液中。溶液中的S4可打开发卡DNA S6,被打开的S6又可以打开发卡DNA S7而释放S4重新回到溶液中,释放到溶液中的S4可打开S6引发下一轮循环反应。这样的循环反应可增大荧光信号,提高检测的灵敏度,检测限为4.3×10-13 M。用牛血清蛋白和溶菌酶来检验该方法的选择性,结果表明,该方法具有足够高的选择性,同时,在实际样品中也有很好的选择性。
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