[01141946]基于图案化纸平台和背景信号抑制的核酸适配体生物分析新方法研究

本成果来源于本人2012年获批的国家自然科学基金项目,旨在开发低成本高性能的基于图案化纸平台的核酸适配体生物分析新技术。 核酸适配体本质是一段单链寡核苷酸片段,因具有可在体外筛选、靶分子范围广、特异性强等优点,其作为一类全新的分子识别探针,在生物医学、环境监测、食品安全等诸多领域彰显出极其广阔的应用前景。然而目前国内外研究者们开发的各类核酸适配体生化分析与生物传感方法不同程度地存在多组分同时检测能力不足、所需仪器昂贵、不适于现场分析等一系列问题。为克服这些问题,本课题尝试将图案化纸引入新型核酸适配体生物分析平台设计,特别在发展图案化纸平台制备新技术、免仪器定量分析新方法、高信噪比电化学检测新原理等方面取得了一系列较为突出的创新性研究成果。在Analytical Chemistry、Chemical Communications、Biosensors and Bioelectronics等国际化学、分析化学与生物传感器领域重要学术期刊上发表SCI/EI 收录论文7篇（其中影响因子IF ﹥ 5论文4篇,5 ﹥ IF ﹥ 4论文2篇）。具体成果包括：建立了一种受中国传统活字印刷术启发的简单、经济、快速、便携式、名为“石蜡活字印刷法”的图案化纸装置制备新技术,进而用于发展计时法和计数法两种免仪器定量分析新方法;开发了一种受激光剪纸术启发的高重复性与高精密度的图案化纸平台制备新技术,并验证了新型纸装置的多组分同时比色检测性能;首次将图案化纸装置引入到基于G-四链体-氯化血红素DNA模拟酶的核酸适配体生化分析平台的搭建,发展了一种操作简单、成本低廉的K+免仪器计时定量检测新方法;构建了两种基于计数与变色长度量测机制的低成本核酸适配体免仪器定量分析新平台;探索了一种基于便携式pH计量测信号的灵敏、特异、经济且适于现场分析应用的蛋白质检测新技术;提出了一种名为分析物限制电解质局部扩散的电化学信号放大新机制,用于开发一种新型的核酸适配体生物传感器用于转录因子的高灵敏电化学检测;同样利用激光切割/雕刻仪,发展了另一种基于激光雕刻石蜡薄片的图案化纸平台制备新方法,并以葡萄糖和牛血清白蛋白为模型分析物考查新平台的多组分生化分析性能。这些成果可望为进一步开发灵敏、特异、经济、实用的基于核酸适配体分子探针的医学诊断、环境监测、食品分析新方法提供有益的新思路。