《基於鎖核酸適體的水中抗生素的便攜檢測研究》是依託清華大學，由顧春梅擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於鎖核酸適體的水中抗生素的便攜檢測研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：顧春梅
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
近年來，水環境及飲用水中抗生素污染事故爆發頻繁。傳統的抗生素檢測方法不僅需使用昂貴的大型儀器，而且檢測費時費力，難以實現實時便攜檢測。因此，開發抗生素的實時便攜檢測技術對保障公眾健康至關重要。本項目擬開發基於鎖核酸適體的抗生素便攜檢測技術，以滿足我國水環境及飲用水中抗生素的現場、快速、超靈敏、高特異性等多種監測和預警套用需求。針對天然核酸適體識別靶標有限、親和力低、穩定性差等問題，通過篩選過程中鎖核苷酸的引入，進行鎖核酸適體的篩選，以期獲得高親和力、高特異性、高穩定性的抗生素鎖核酸適體。而後，對上述抗生素鎖核酸適體進行合理截短和結構解析，以獲得更利於感測套用的短序列鎖核酸適體，並為鎖核酸適體感測技術提供理論基礎。最後，開發基於抗生素鎖核酸適體和血糖儀的便攜檢測技術，考察不同測試條件及不同環境基質因素對測試性能的影響，建立用所開發的便攜檢測技術進行實際水樣中抗生素濃度的標準測試方法。
結題摘要
本課題針對我國日益嚴峻的抗生素污染以及目前缺乏對抗生素進行實時便攜分析方法的問題，通過集成化學生物學、物理化學、材料學、環境科學等學科的先進技術和理論，開發基於核酸適配體的水中抗生素的便攜檢測技術。首先，用結構轉換指數富集型系統進化技術進行了抗生素核酸適配體的篩選，發現該方法存在中間序列易發生鹼基突變或缺失從而導致篩選無法進行的問題。其次，對現有的抗生素核酸適配體（卡那黴素核酸適配體）進行結構性能表征，利用圓二色譜、螢光染料染色和感測器驗證等手段來解讀卡那黴素核酸適配體的結構，及其在溶液中的存在方式，發現卡那黴素核酸適配體在溶液中會發生聚集，卡那黴素能夠裂解核酸適配體之間形成的聚體結構。在此基礎上，開發了一種基於靶標結合誘導螢光猝滅的倏逝波核酸適配體生物感測器，在液相中完成反應後，可在不需信號分離步驟前提下實現在感測器上對卡那黴素的定量檢測，檢測區間為 0.2-200 μM，檢測限為 26 nM，並可套用於地表水中卡那黴素的檢測。該感測器首次實現了對卡那黴素氨基糖苷類結構類似物的定量檢測，其他種類抗生素對檢測結果無干擾，所構建感測器在中性再生液中（pH 為7的0.5% SDS）即可完成多次再生，信號保持穩定。最後，通過等溫熱滴定驗證了古柯鹼核酸適配體與奎寧的親和力，並在此基礎上開發了一種基於核酸適配體和血糖儀的水中奎寧含量的檢測方法，其對緩衝液中奎寧的檢測限為 0.14 μM，對 80%（V/V）再生水出水水樣中奎寧的檢測限為0.32 μM。
