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纳米生物传感器检测急性早幼粒细胞白血病标志基因的研究
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  • 公布年份:
    2016
  • 中图分类:
    R733.71
  • 关键词:
  • 成果简介:
    该项目所属科学技术领域为医学、分子生物学、化学、材料学和生物传感技术的交叉领域。急性早幼粒细胞白血病(APL)是一种急性髓系白血病中较常见类型(M3型),是严重危害人类健康的恶性血液病之一。该疾病起病急,表现十分凶险,易发生弥漫性血管内凝血,死亡率高。早期诊断技术水平对治疗APL极其重要。近年来用于临床APL基因检测与早期诊断的染色体分析、Southern blot、RT-PCR及FISH等技术存在特异性、敏感性不高、操作繁琐、检测费用高等一定的局限性。因此建立高灵敏、高特异的APL标志基因检测新技术具有十分重要的学术创新和广阔的临床应用前景。纳米生物传感器是新近国际热点研究的一种新型纳米生物技术,它具有灵敏度高、特异性强、响应快、无放射性标记、操作简便、价格低廉等显著优点,因而具有巨大的潜在应用价值。该项目在国家863计划的资助下,以APL标志基因为检测对象,率先将锁核酸技术引入到基因分子探针中,制备了锁核酸构型、发夹锁核酸构型等一系列新型分子探针,实现了对靶基因序列的高特异识别和高灵敏检测。提出了蛋白质控制组装界面的新原理,应用于生物传感器界面分子探针组装,构建了基于蛋白质控制组装DNA生物传感器的新型探针组装模式。还提出了多孔纳米金、小分子纳米膜等纳米材料可控制备与组装的新方法,有效地增大生物传感器界面的比表面积,增加探针的固定量,提高检测敏感度。同时利用分子杂交技术与纳米技术有机结合,建立了基于“三明治”传感模式的酶信号放大计时电流检测新方法,构建了新型纳米DNA生物传感器,实现了对APL标志基因的高灵敏度、高特异性检测,创造性地建立了多种快速、灵敏APL标志基因检测新方法。相关研究成果先后于《Analytical Chemistry》、《Biosensors and Bioelectronics》等国际权威SCI刊物上发表论文17篇(其中JCR一区的论文10篇,总影响因子75.548),受到国际同行的高度评价。获授权国家发明专利3项。应邀与美国国家癌症研究中心A. Rasooly教授合作撰写《Biosensors and Molecular Technologies for Cancer Diagnostics》英文论著1部。该项目所研制的纳米生物传感器在5家单位对APL样本进行实验室检测。与临床采用的RT-PCR技术相比,在检测时间上大大缩短,30分钟即可完成,检测灵敏度可达到1/109细胞,比现有的RT-PCR技术高1000倍,检测结果可靠稳定,检测成本与传统RT-PCR技术相比降低约60%。该新技术有望推广应用于其他类型肿瘤基因检测与早期诊断、筛选抗肿瘤新药等生命科学领域,为肿瘤等重大疾病期诊断开辟一种灵敏简便、经济的新方法,因而本跨学科交叉研究具有突出的学术创新性和巨大的潜在临床应用价值。
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