【摘 要】
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Cas12a因其靶标触发的协同反式剪切活性在DNA传感领域显露出强大的应用潜能,对揭示疾病发生发展的病理过程和辅助疾病早期诊断具有重要价值。但是其对纳米材料表面修饰的探针的剪切效率尚不清楚。本课题拟通过使用金纳米(AuNPs)和氧化石墨烯(GO)两种纳米材料设计类比实验来探索Cas12a系统在纳米材料表面的剪切情况。基于以上探究结果构建一种新型高灵敏的核酸检测新策略。本文使用AuNPs和GO作为纳
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Cas12a因其靶标触发的协同反式剪切活性在DNA传感领域显露出强大的应用潜能,对揭示疾病发生发展的病理过程和辅助疾病早期诊断具有重要价值。但是其对纳米材料表面修饰的探针的剪切效率尚不清楚。本课题拟通过使用金纳米(AuNPs)和氧化石墨烯(GO)两种纳米材料设计类比实验来探索Cas12a系统在纳米材料表面的剪切情况。基于以上探究结果构建一种新型高灵敏的核酸检测新策略。本文使用AuNPs和GO作为纳米材料模型,单链DNA(ssDNA)、带有粘性末端的双链DNA(dsDNA)和发夹DNA三种空间构型的探针作为探针模型。FAM标记探针的荧光通过荧光共振能量转移(FRET)效应被纳米材料猝灭。靶标结合后Cas12a的反式剪切活性被激活,从而进一步消化探针中的单链部分来调协FAM和纳米材料之间的FRET效应。实验结果显示GO较AuNPs具有更强的荧光猝灭效果和更高的Cas12介导的荧光信号恢复,并且使用带有粘性末端的dsDNA探针结构能实现最佳的反式剪切效率。以上结果表明纳米材料更低的空间位阻和探针适当的空间取向是影响Cas12a调协纳米材料表面FRET效应的重要因素。基于以上实验结果,结合以GO为基础的后猝灭策略和Cas12a系统构建了一个高灵敏度的荧光DNA生物传感器。经验证,该方法在500f M到100n M的靶标范围内呈现良好的线性相关,最低检测限(LOD)可以达到134f M。最后,验证了该新型DNA生物传感器对实际样本的检测性能,结果表明该新方法具备较强的临床应用价值,有望为临床疾病的早期诊断、治疗和预后判断提供重要技术支持。
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