基于紙微流控分析裝置的功能核酸生化分析新方法研究.pdf

1、功能核酸是指能與高特異性結合特定目標物或具有某些催化功能的一類核酸分子。因具有優(yōu)異的生物相容性、靈活的信號轉導機制且易于合成等優(yōu)點，近年來基于功能核酸的分子探針研究受到了國內外研究者們的極大關注。大量基于功能核酸的新型生化分析方法與生物傳感器件被開發(fā)出來。盡管如此，現有絕大部分的這些功能核酸生化分析與生物傳感新技術要么不能實現定量分析，要么必須使用價格昂貴的定量分析設備。針對當前功能核酸生物分析方法存在的帶共性問題，本論文嘗試引入低成本

2、紙微流控分析裝置，開展功能核酸免儀器定量分析新方法研究。主要研究內容如下：
　　在第二章中，利用紙微流控分析裝置和G-四鏈體-氯化血紅素（hemin）DNA模擬酶，開發(fā)了一種簡單、低成本的K+免儀器計時定量檢測新方法。當樣品中存在K+時，富含鳥嘌呤的特定序列單鏈DNA會發(fā)生構象變化形成G-四鏈體結構，進而與 hemin結合生成具有過氧化物酶活性的 DNA模擬酶。該模擬酶能夠催化 H2O2和固定在紙微流控分析裝置中的3,3’,5,5

3、’-四甲基聯苯胺（TMB）之間的反應，在紙中生成大量的疏水性聚合TMB沉積物。不同濃度的K+樣品將使得紙裝置中TMB固定處生成的疏水性聚合TMB沉積物的產量不同，從而導致滴加在紙裝置上的紅墨水流經該處到達設定位置所需時間存在差異。通過使用計時器或具有計時功能的手機量測紅墨水的流過時間，即可實現樣品中K+濃度的免儀器定量分析。結果表明，在優(yōu)化的實驗條件下，新方法對K+檢測具有兩段線性范圍，分別是500 nM~25μM和25~200μM。根

4、據3σ規(guī)則得到方法的檢測下限為490 nM。此外，該方法還具有較理想的檢測特異性和重現性。將之用于實際人血清樣品分析，回收率結果令人滿意。
　　在第三章中，利用多通道紙微流控分析裝置發(fā)展了一種新型的核酸適配體免儀器即時（Point-of-Care，POC）定量分析方法。實驗中，協同使用雜交鏈式反應和酶催化反應作為級聯信號放大手段以提高分析靈敏度。通過使用磁分離技術來提高方法的檢測特異性。進而，利用酶催化產物H2O2可氧化μPAD中

5、KMnO4（檢測試劑）著色印跡使之褪色的反應機制，建立了不需任何電子讀取的計數策略用于模型分析物（即腺苷）的肉眼定量檢測。實驗結果表明，建立的新方法僅要求操作者具有基本的溶液混合、磁分離、顏色辨別和計數能力，即可實現樣品中腺苷的免儀器POC定量分析。本研究中腺苷的線性檢測濃度范圍是1.1μM~17.5 mM，檢測下限為1.1μM。該方法具有操作簡單、成本低廉、分析靈敏/特異、便攜性好等突出優(yōu)點，為發(fā)展核酸適配體POC定量分析技術提供了一