一种新型用于miRNA检测的纳米放大电化学生物传感器的设计与性能研究

微小RNA（miRNA）是一类内源性非编码的单链小RNA分子，参与调控基因表达，与多种肿瘤发生、发展密切相关，有潜力成为新的肿瘤相关分子靶标。本项目提出了一种融合DNA纳米结构组装、抗RNA/DNA杂交体抗体、纳米放大技术以及电化学检测为一体的miRNA检测新策略。该策略以DNA四面体结构作为捕获探针组装平台,具有结构稳定、间距适合DNA以及蛋白质的结合反应以及防止生物分子非特异吸附的作用；以抗RNA/DNA杂交体抗体进行特异性检测识别；并通过在碳纳米管上共组装抗体和酶来实现信号放大电化学检测。在检测体系建立过程中，综合运用多种先进分析手段（SPR、QCM、微悬臂梁等）进行分步实时监测，考察各种反应条件对检测效果的影响，获得最佳检测效果，并阐述各种影响因素的作用机理。最终将本策略应用于全RNA中的特定miRNA的检测，实现对任意特定序列靶miRNA的检测，为临床诊断奠定基础。

微小RNA（miRNA）是一类内源性非编码的单链小RNA 分子，参与调控基因表达，与多种肿瘤发生、发展密切相关，有潜力成为新的肿瘤相关分子靶标。本项目提出了一种融合DNA 纳米结构组装、抗RNA/DNA 杂交体抗体、纳米放大技术以及电化学检测为一体的miRNA 检测新策略。该策略以DNA 四面体结构作为捕获探针组装平台,具有结构稳定、间距适合DNA 以及蛋白质的结合反应以及防止生物分子非特异吸附的作用；以抗RNA/DNA 杂交体抗体进行特异性检测识别；并通过在碳纳米管上共组装抗体和酶来实现信号放大电化学检测。在检测体系建立过程中，综合运用多种先进分析手段（SPR、QCM、微悬臂梁等）进行分步实时监测，考察各种反应条件对检测效果的影响，获得最佳检测效果，并阐述各种影响因素的作用机理。最终将本策略应用于全RNA 中的特定miRNA 的检测，实现对任意特定序列靶miRNA的检测，为临床诊断奠定基础。. 按照计划，本项目设计了一系列核酸检测生物传感器，并通过加入末端延伸酶和纳米粒子对信号进行放大。首先，设计了一种表面诱导的酶聚合放大电化学DNA传感器，利用末端延伸酶（TdT）催化目标DNA的3’末端延伸，实现信号放大。该研究实现了对目标DNA的高灵敏检测，检测限低于1 pM。此传感器针对的是序列长度为22nt的目标核酸序列，但由于TdT只能催化DNA片段的延伸，因此我们在后续工作中改进了设计。. 随后的工作中，引入茎环结构的捕获探针来进行特异性的DNA检测，识别目标DNA后，探针被打开，然后TdT催化末端延伸放大进行检测。该研究实现了对目标DNA的高灵敏检测，检测限低于0.1 pM。而此传感器针对的是序列长度为22nt的目标核酸序列，可直接应用于miRNA的检测。. 为进一步提高检测灵敏度，为实际应有奠定基础，加入纳米粒子进行信号放大。采用金纳米粒子作为信号探针载体，上面组装上百条DNA信号探针，再通过TdT进行末端延伸，可以进一步放大信号。最终检测限低于10 fM。该传感器应用于实际体系，也可实现灵敏检测，还可区分单碱基错配，为其临床应用打下基础。