《基於量子點的活細胞多靶點同時監測新方法研究》是依託武漢大學，由何治柯擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於量子點的活細胞多靶點同時監測新方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：何治柯
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
獲取細胞信息及胞間通訊，對於理解細胞生物學、發展有效的疾病診斷及治療方法意義重大。活細胞研究要求量子點粒徑小、近紅外、低毒無毒。將較理想的鋅摻雜量子點與一步法合成的DNA功能化量子點結合，以胞內RNA 和臨近細胞分泌的血小板源生長因子為研究對象，探索量子點探針導入活細胞及胞內RNA與胞間信號分子監測方法，實現超高時間和空間分辨及超高靈敏檢測，既可準確測定胞內RNA的分布，又可示蹤其產生、傳輸、轉錄和降解過程；細胞膜表面偶聯基於量子點的螢光感測器可以檢測單個臨近細胞分泌的血小板源生長因子，具有原位、實時、動態等優點，為單分子及單細胞生命信息獲取提供分析新方法。採用不同發射波長量子點和不同序列DNA構建螢光感測器，可實現多個核酸/蛋白的同時監測，提高檢測通量和檢測能力。此研究將使現有的單分子及單細胞分析檢測技術發生根本性變化，並可拓展到其它分子及細胞間相互作用的定量研究和信息獲取。
結題摘要
量子點具有一元激發，多元發射特性。本項目將量子點等的優良光學特性套用於活細胞多靶點同時檢測研究，建立了監測細胞內單個病毒核酸、衣殼蛋白和基質蛋白去組裝及組裝過程的新方法，並構建了多種同時高靈敏檢測核酸及蛋白的新方法。主要研究成果如下: 1. 研製出了小粒徑、近紅外、鋅離子摻雜的DNA功能化量子點，並將合成方法不斷改進，從兩步法發展成為一步法，且DNA功能化量子點已成功用於活細胞及活體腫瘤成像分析。 2. 分別標記病毒基因組RNA、衣殼蛋白和基質蛋白，構建了具有良好侵染能力的雙色和三色螢光標記病毒顆粒，對單個愛滋病毒入侵宿主細胞時的解離脫殼過程進行實時、動態、可視化分析，該研究為國際上首次實現活細胞內單個愛滋病毒脫殼過程的實時動態解析，對深入理解愛滋病毒在宿主細胞中的生命周期具有重要意義，也將為開發新的抗病毒途徑提供思路。 3. 將核酸雜交鏈式反應的放大作用與蛋白質自組裝技術相結合，構建了多種檢測癌症相關基因、蛋白和癌細胞的新方法，並對細胞表面超分辨技術進行了系統評述，對不同瞬態結合的超解析度技術及超分辨模態進行了比較分析。 4. 利用核酸互補雜交、抗原-抗體、生物素-親和素、適體-靶技術，結合信號放大和量子點螢光檢測，構建了多種檢測核酸、蛋白及生命活性小分子的新方法，實現了活細胞內外多種生命相關分子的檢測；將DNA及蛋白質自組裝雙放大技術結合，建立了核酸、蛋白及細胞分別檢測及多靶點同時檢測的新方法。 5. 納米材料組裝及高通量檢測方法研究:開展了納米材料組裝研究，並與液滴微流控技術結合，成功實現了DNA、蛋白質以及重金屬離子的分析檢測，表明該方法具有很強的通用性和實用性。 在ACS AMI，AC，BB，CC，ACS Nano等學術刊物發表學術論文23篇，其中採用DNA及蛋白質自組裝雙放大技術，所建立的癌細胞高靈敏檢測方法，被選作Anal Chim Acta的封面文章。獲授權發明專利2項，參編專著《納米生物檢測》1章，對“基於量子點的多色螢光檢測技術及其套用”進行了系統介紹。參加國際國內重要學術會議12次（部分會議派研究生參加），作特邀報告7 次，口頭報告1次。培養研究生9名（博士生7名），1位博士生的學位論文獲2015年湖北省優秀博士論文，項目負責人獲湖北省優秀博士論文指導教師稱號。
