《基於FRET原理的高靈敏度DNA納米螢光探針的合成及性能研究》是依託上海大學，由劉金亮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FRET原理的高靈敏度DNA納米螢光探針的合成及性能研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉金亮
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
目前，B肝（HBV）、耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）已和愛滋病成為世界三大最難解決的感染性疾病，及早和準確的檢測引起這些疾病的DNA序列對於B肝及MRSA患者的診斷和治療具有重要意義。本項目針對目前臨床中B肝及MRSA病毒DNA檢測技術要求高、誤差大、易出現假陽性結果等問題，設計構築以稀土上轉換髮光納米粒子作為能量給體，有機染料或金納米粒子作為能量受體的基於螢光共振能量轉移（FRET）原理的高靈敏度DNA納米螢光探針，系統研究FRET過程相關因素的影響，建立上轉換納米粒子發光強度、粒徑尺寸、能量給體與受體間距離、能量傳遞效率與檢測靈敏度之間的相互關係，篩選出高靈敏度、高選擇性識別HBV-DNA及MRSA-DNA的雜化納米探針，實現B肝、MRSA病毒DNA的痕量檢測。本研究將對拓展上轉換髮光材料在生物方面的套用，擴展DNA的檢測手段，及對B肝、MRSA傳染病的診斷和治療具有重要意義。
結題摘要
稀土上轉換髮光納米粒子（UCNPs）具有光穩定性好、潛在生物毒性小、光穿透深度高、無生物背景螢光干擾等優勢，在發光檢測、生物成像、光動力治療等方面具有廣泛的套用。本項目以UCNPs作為能量給體，有機螢光染料，碳納米角，氧化石墨烯等作為能量受體，製備了一系列基於發光共振能量轉移（LRET）的納米複合探針，實現了DNA序列（PML/RARα融合基因片段，B肝病毒DNA片段），生命所需微量元素Cu2+，重金屬污染物Pb2+等的檢測，部分探針實現了細胞成像。該研究工作對豐富螢光檢測手段，拓展UCNPs的套用領域具有較好的影響和意義。 （1）以檸檬酸改性的稀土上轉換髮光納米粒子（Cit-UCNPs）作為能量給體，單壁碳納米角（SWCNHs）作為能量受體，製備了基於發光共振能量轉移（LRET）的納米平台（nanoplatform），實現了急性早幼粒細胞白血病PML/RARα融合基因的高靈敏度上轉換髮光“Turn-On”型檢測。 （2）通過配方的調整，合成了一系列不同SiO2包覆層厚度的UCNPs@SiO2納米粒子，選取SiO2包覆層厚度為1 nm的UCNPs@SiO2納米粒子作為能量給體，將其與capture oligo進行共價鍵嫁接，構成納米探針的一端，納米探針的另一端由鍵合有羧基四甲基羅丹明螢光染料的report oligo構成，製備了三明治類型納米探針，實現了B肝病毒DNA片段的上轉換髮光檢測。 （3）基於軟硬酸鹼理論，設計合成了一個具有對稱結構的新穎的螢光探針分子，該分子含有兩個羅丹明螢光團，獲得了該分子的X射線單晶結構。該螢光探針分子實現了銅離子的螢光檢測，檢測限達38.00 nM，實現了細胞內Cu2+的螢光成像。 （4）針對部分羅丹明類螢光探針不能選擇性識別Cu2+與Hg2+，本部分工作通過探針分子結構上的單原子改變，並進一步與介孔SiO2改性後UCNPs共價鍵組裝，製備了基於LRET原理的有機-無機雜化納米探針，實現新探針體系對銅離子的專一性識別，並進行了細胞中銅離子螢光成像研究。 （5）選取具有特異性結合Pb2+的DNA序列，將其與作為能量給體的UCNPs進行共價鍵鍵合，以單壁碳納米角（SWCNHs）、氧化石墨烯（GO）為能量受體，通過π-π鍵相互作用製備了基於LRET的納米探針，實現了對重金屬Pb2+的上轉換髮光檢測。
