均相检测用荧光素酶互补量子点生物传感器作用机理的研究

Homogenous detection is widely applied in the field of molecular diagnostics and high-throughput drug candidate screening. Study of novel method and mechanism for homogenous detection helps to realize high efficiency and low cost detection in these fields，in turn increase the level of national public health. The study focuses on a novel mechanism of homogenous biosensor detection based on a split luciferase complementation on a quantum dot surface and a concomitant bioluminescence resonance energy transfer toward the scaffolding quantum dot by coupled biomolecular interactions. This study is expected to provide novel concept and mechanism for development of homogenous multiplexed nanobiosensors.

均相检测因其检测模式的简便性在分子诊断及高通量候补药物筛选领域有着广泛的应用。对于新型均相检测方法及机理的研究有助于分子诊断及新药开发领域高效低成本检测的实现，提高国民健康的整体水平。本研究项目拟实现荧光素酶互补片断在量子点表面上通过生物分子相互作用介导下互补重建荧光素酶生物发光能力对量子点进行共振能量转移的新机理，为均相多组分检测生物纳米传感器的研制提供新模型、新依据。

均相检测因其检测模式的简便性在分子诊断及高通量候补药物筛选领域有着广泛的应用。对于新型均相检测方法及机理的研究有助于分子诊断及新药开发领域高效低成本检测的实现，提高国民健康的整体水平。本研究在成功获得高催化效率荧光素酶及其片段的前提下，以生物分子相互作用介导生物发光共振能量转移检测平台的实现，完成了预期目标，取得了较好的研究成果，为均相多组分检测生物纳米传感器的研制提供新模型、新依据，已获得的成果包括：.1. 高效表达了多种具有优良催化发光能力的荧光素酶，包括海肾荧光素酶（Rluc）、高斯荧光素酶（Gluc）及多种突变体，并尝试通过不同位点的切割，获得可互补发光的片段对；.2. 针对荧光素酶催化发光能力随反应时间增长而快速下降的特点，系统研究了保存条件、反应环境等因素的影响，保证获得稳定可靠的外源光信号；.3. 成功利用荧光素酶为能量供体，构建基于双核酸探针T结构的生物发光能量共振转移微小RNA检测平台；.4. 成功构建了荧光素酶-量子点生物发光能量检测体系，对传感体系的反应条件、涉及的关键复合物的偶联、反应顺序实现优化，并建立计算模型，实现了对抗原的检测。.上述工作构建的无需异相分离、清洗等步骤的一步法均相高灵敏检测定量新模式，在POCT快速诊断、食品安全检测分析、环境有害物质现场定量检测等领域均具有良好的应用前景。目前，已初步实现成果在食品安全有害因子快速检测领域的产业化。