随着各种与疾病相关的基因被获悉,检测核酸可以实现对疾病的早期诊断。由于在疾病早期,与之相关的核酸含量较低,受到分析方法的灵敏度限制难以进行检测。所以,为了增强检测信号,提高分析方法的灵敏度,通常会使用核酸扩增手段或采用新型纳米材料。核酸扩增策略主要分为无酶参与的循环扩增方法和酶参与的扩增方法;新型纳米材料中,包括纳米簇、上转换磷光材料、量子点等已应用于基因检测。目前,由于现有的检测手段需要昂贵的仪器和严格的操作条件,使得基因检测不能广泛应用于偏远、缺乏物资的地区或普通家庭。所以,近年来,越来越多的学者投入研究低成本、易操作、便携式的生物传感器,其中侧向层析试纸条传感器是研究的热门领域。层析试纸条的检测原理是通过借助微孔膜的毛细管作用使待测溶液在试纸上渗移,当液体流至硝酸纤维素膜上固定的测试线与控制线时被捕获而形成信号带,最后通过裸眼观察或仪器检测来识别信号的有无或强弱,完成对目标物的定性或半定量检测,其最常用到的信号来源于金纳米颗粒。现阶段层析试纸条测试技术比较成熟地应用于抗原抗体、孕激素、重金属和病毒的定性或半定量检测。目前,采用量子点和核酸扩增技术开展层析纸质条生物传感器的研究工作报道还不多。本学位论文工作是将量子点和核酸扩增技术应用到试纸传感器上,开展疾病相关基因的检测,在疾病早期诊断、临床检测和术后监测都具有重要的意义。本论文中的主要研究内容包括以下两个方面:(1)设计并构筑了以碲化镉量子点为信号探针并采用核酸链置换循环放大策略的荧光试纸传感器。量子点作为新型纳米材料具有较好的生物兼容性,可以结合更多的生物分子从而提高传感器的灵敏度与精确度。本工作中,采用两种发卡型核酸(H1与H2,其中H2上修饰了量子点)作为反应探针,在目标序列(HIV-DNA)的激发下,使H1的发卡结构打开并与之部分配对,而H1上未与HIV-DNA配对的部分,再激发H2的发卡结构打开与H1更多地互补杂交形成量子点-双链核酸纳米结构复合物(QD-dsDNA)并释放HIV-DNA参与下一次循环,产生更多的QD-dsDNA;而没有目标序列时,二者在理论上互不反应,也就不存在QD-dsDNA。当QD-dsDNA渗移至测试线将被捕获,聚集形成量子点荧光信号带。最后通过检测测试线上的量子点荧光信号来实现对艾滋病病毒有关基因(HIV-DNA)的定量检测,检测范围在1pM至10nM,检测限为0.76 pM。除此之外,本实验方法同样适用于检测其他基因和有适配体的蛋白或病毒,并且由于此方案中没有涉及到“三明治”夹心结构,从而可以防止钩状效应造成的假阴性。因此,该实验方案具有广泛的应用性。(2)构建了以碲化镉量子点与纳米金双标记物的双信号核酸试纸传感器。目标基因(大肠杆菌特征序列)能与量子点—核酸探针互补配对,并使原来与其探针部分配对的核酸解旋。随后,从量子点-探针解旋下的核酸能与纳米金-发卡核酸互补配对。当测试液体渗移至检测区域时,能对两种信号物分别进行捕获,最后通过检测量子点荧光信号的减小与纳米金信号的增强实现双信号检测。金纳米颗粒作为试纸条常规的信号物具有显色度高的优势,但较多用于定性或半定量的检测;量子点作为新型纳米材料具有比表面积大和兼容性好,从而可以增强信号的灵敏度,但荧光信号的检测需要通过仪器,无法达到可视化检测的便捷性。因此,此方案将两种信号联合在一张试纸传感器上在实现可视化检测的同时,实现荧光定量检测,在实际使用过程中具有一定的优势。经过对实验反应因素的优化后,此试纸传感器的荧光检测限为1.37 nM,且当待测溶液中的目标序列为30 nM时,可用肉眼观察到酒红色的纳米金信号。通过错配序列干扰与稳定性测试后,验证了本试纸检测具有良好的选择性与稳定性,有潜力在将来投入实际应用当中。