基於核酸適配體的結核桿菌電化學感測器的研製與套用

《基於核酸適配體的結核桿菌電化學感測器的研製與套用》是依託湖南大學，由何鳳姣擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於核酸適配體的結核桿菌電化學感測器的研製與套用
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：何鳳姣
• 依託單位：湖南大學

中文摘要

結核病是單因素危害人類健康最嚴重的疾病。耐藥菌株的出現和愛滋病合併感染使結核成為我們面臨的最大公共衛生挑戰。通過結核分枝桿菌壓電測試新技術研究和套用課題的研究，發現以培養法為基礎建立的分析檢測方法，檢測速度受結核分枝桿菌分裂周期長限制，無法再提高。本課題擬在前課題的基礎上，構建基於適配體分子識別的結核分支桿菌電化學感測測試新技術。利用適配體對靶細胞的特異性識別和電化學感測器對電參數的靈敏回響，實現結核分枝桿菌的快速特異檢測。所構建的感測方法既能克服培養法受細菌增代時間限制的缺點，又能克服抗原抗體法單克隆抗體難得，假陽性太高的缺點；具有簡單、快速和特異性，滿足臨床檢測需求。 具體內容有：⑴篩選用於檢測的結核分枝桿菌適配體；⑵製備基於核酸適配體的電化學敏感探針；⑶建立基於核酸適配體回響的結核分枝桿菌電化學檢測新方法⑷ 分析統計評價所建分析方法在臨床套用的結果。

結題摘要

結核病是嚴重危害人類健康的慢性傳染病，是全球關注的公共衛生問題和社會問題。快速準確的早期診斷是防治結核病的有效措施和控制結核病傳播的關鍵步驟之一。針對目前結核桿菌檢測方法存在檢測速度、特異性和靈敏度不能滿足檢測需求這一實際問題，展開了基於核酸適配體的結核桿菌壓電感測方法的研究。小組以結核分枝桿菌菌體為原材料進行正向篩選，以恥垢分枝桿菌、卡介苗、大腸桿菌、綠膿桿菌、金黃色葡萄球菌、腸炎沙門氏菌的混合物為靶標進行反向篩選，得到了新的與結核分枝桿菌具有高特異性和結合力的適配體（Apt），解決回響的特異性問題；研究了電極形狀對感測器靈敏度的影響，解決感測器回響靈敏度問題；利用碳納米管的優良導電性能，巧妙設計和解決了感測信號的回響問題；最終構建了構建了新型多通道單壁碳納米管\結核分枝桿菌適配體壓電感測器（SWCNTs/Apt/ IDE-MSPQC），用於結核分枝桿菌快速特異性檢測。通過Au-S鍵將Apt與金叉指電極結合，再通過π-π作用，將單壁碳納米管吸附在電極表面。當檢測液中有結核分枝桿菌存在時，與Apt具有高親合力和特異性的結核分枝桿菌，會與Apt發生特異性結合，從而將單壁碳納米管從Apt表面置換出來，導致叉指電極表面電參數發生變化，從而引起壓電感測器的頻率回響。研究結果表明，新構建的感測器，檢測結核分枝桿菌所需時間為1h，檢測下限是100cfu/mL。該感測器不僅快速、靈敏，而且特異性強高，不僅能夠區分分枝桿菌與其它桿菌，還能區分結核分枝桿菌、牛型分枝桿菌（卡介苗）、恥垢分枝桿菌。此法有望在結核病的早期臨床診斷方面得到廣泛的套用。