糖基化纳米粒子的合成及其在流感病毒检测中的应用

摘要

流行性感冒是由流感病毒感染引起的一种人畜共患急性呼吸道传染病。流感病毒表面的血凝素蛋白(HA)能够特异性识别并结合宿主细胞表面的糖链受体，这是流感病毒粘附并进入宿主进行复制和传播的前提条件。对多种宿主而言，某些流感病毒株（如甲型H7N9和H5N1病毒）具有高致病性和高死亡率，严重威胁着动物和人类的健康。 流感病毒的检测是流感防控过程巾必不可少的环节，传统的检测技术主要依赖于免疫学和分子生物学方法，该类方法往往操作繁琐耗时并且对仪器和生物样品依赖性较高，因而其应用受到一定限制。本研究发展了一种基于纳米生物技术的流感病毒检测新方法，该方法无需使用抗体和核酸等不稳定的生物制品，并且具有操作简单、快速、可实时进行的特点。 本研究建立的检测方法运用了量子点（供体）和金纳米粒子（受体）之间的荧光共振能量转移(FRET)原理。笔者通过简洁高效的合成路线，分别合成了糖基化修饰的量子点和糖基化修饰的金纳米粒子，并对其化学结构和物理性质进行了表征。这两种纳米材料均具有良好的水溶性和光谱学特性，可以在水溶液中同时与HA蛋白结合，从而触发可被灵敏检测的FRET。基于此，笔者进一步摸索建立了检测流感病毒的FRET体系，使用这一体系，只需将糖基化量子点和金纳米粒子以及流感病毒在缓冲液中混合，即可诱发FRET，达到检测流感病毒的目的。笔者分别以甲型H1N1和H5N1病毒株作为检测模型验证了该系统的可靠性，对这两株病毒的检测极限分别为0.17和0.008HA Titer，检测时间为10min。 本论文运用纳米生物技术研究和发展了分析和检测流感病毒的方法。该方法的优点在于使用糖基化的纳米粒子，借助唾液酸寡糖对病毒表面蛋白HA进行特异性识别，进而通过量子点与金纳米粒子间的能量共振转移实现信号的转化和放大。本论文研究表明，利用糖基化纳米生物学技术检测流感病毒的诊断技术避免生物制品的使用，实现对流感病毒的快速分析检测。