基于磁分离与量子点荧光放大的胃癌早期诊断基因检测新方法

癌症的早期诊断、早期发现是癌症治疗和提高病人生存率的关键。胃癌的发生发展涉及到一系列基因的异常改变，从分子水平检测易感基因及其突变,是实现胃癌早期诊断的基础。本项目以胃癌相关基因为研究对象,制备一系列荧光、磁性纳米材料和有机/无机杂化材料，并结合量子点编码技术、纳米磁分离技术以及纳米荧光放大技术，在液相反应环境下，实现快速、高通量、超灵敏的胃癌早期DNA检测。这对实现胃癌在低DNA水平的早期诊断以及高危人群的预警预防、提高胃癌患者生存率，具有重要的科学意义和应用价值。本方法还可用于其它基因疾病或蛋白质等生物大分子的高灵敏检测和信息获取。

本课题将纳米技术与高通量基因检测技术相结合，以量子点为荧光标记材料，通过量子点编码微球、磁性纳米粒子的分离功能和bar-code基因检测放大技术，在液相反应环境下，实现高通量、快速、高灵敏地获取胃癌相关基因的生物学信息。主要研究成果如下：.1）Fe3O4磁性纳米粒子、量子点的制备及表征：合成多种Fe3O4磁性纳米粒子，并对其磁性进行分析。结果表明，当粒径小于30 nm时，磁性Fe3O4纳米粒子具有超顺磁性。粒径大于30 nm以上，粒子失去超顺磁性。此外，制备了多种不同荧光颜色的水溶性CdTe量子点，荧光强度大，分散性良好。.2）量子点编码微球的制备与表征：采用氨基-羧基偶联反法制备量子点编码微球。分别将两种和三种不同荧光颜色的CdTe量子点按不同配比混合，偶联在聚苯乙烯微球表面，得到多种不同荧光特征的编码微球，为液相芯片中生物分子与编码微球的结合或量子点的标记提供了通用的解决平台。.3）基于磁性纳米粒子与量子点编码微球的DNA检测：针对胃癌相关基因进行DNA探针设计和靶序列筛选，利用bar-code放大技术，在编码微球表面同时标记两种序列不同的巯基DNA探针，优化其配比，与胃癌相关靶基因以及Fe3O4磁性纳米粒子表面修饰DNA探针进行杂交，形成“三明治” 杂交结构，经过磁分离、解链后，对得到的编码微球进行荧光检测。荧光检测结果表明，用一个光源激发，可同时出现编码荧光峰和检测信号荧光峰，对胃癌相关靶DNA的检测浓度为50 nM，而且可有效识别完全正配、单碱基错配和完全错配的靶DNA。 . 本项目DNA杂交反应在液相环境下进行，DNA杂交与检测过程可控制在3小时内完成，实现了DNA的超低限检测与快速分析。本课题共发表相关论文12篇，其中SCI收录7篇，EI收录2篇，已超出了项目预期成果。为确保对DNA杂交反应的控制精度，本项目设计了一种多级细化精密温度控制装置并申请了专利。此外，本项目培养硕士生3名（2名已毕业，1名在读）。