基于磁分离与质谱法的癌症相关核酸分析方法研究

摘要

现代医学与生命科学的很多研究成果显示很多严重疾病的发生与基因突变密切相关，如癌症和遗传病等。由此可见，特定序列DNA的检测分析在病原基因的测定、遗传疾病的早期诊断和治疗等方面具有非常重大的理论意义和应用价值。近年来，一系列快速可靠的特定序列DNA检测技术得以迅速发展，核酸检测目前广泛应用于分子生物学、现代医学、临床诊断学等诸多领域。本论文以质谱为检测手段，利用磁珠的富集分离特性，再结合核酸放大技术等有效方法，发展了一些列癌症相关DNA序列的分析检测方案，主要包括以下几部分内容：
　　TK1 mRNA与细胞分裂相关，它是肿瘤生长的一种重要的标志物。鉴定其在活体细胞内基因水平的变化对于理解生物学过程和疾病机制有重要的价值，对于癌症的检测、预防和治疗也越来越不可或缺。在第2章中，我们发展了一种基于镧系离子标记的等温杂交链扩增技术检测TK1 mRNA的新方法，鉴于HCR方法的优势和稀土离子标记DNA的可行性，本课题以HCR信号扩增为基础、结合稀土标记的DNA之间互补杂交的作用原理以及利用ICP-MS的高灵敏检测来实现目标DNA的灵敏检测。该检测平台主要包括如下几个方面的工作:
　　1.参照已有文献报道的合成方法实现稀土离子标记DNA探针。
　　2.利用磁纳米颗粒的富集分离作用和HCR信号扩增方法实施检测目标DNA的方案。
　　3.用ICP-MS检测样品中稀土离子强度，从而实现目标DNA的间接检测。本方法综合利用了HCR无酶恒温信号放大、核酸适体的高特异性及ICP-MS灵敏度高、分辨率高、稳定性好和抗干扰性强等优势实现目标DNA序列的特异性检测。
　　DNA甲基化是参与基因调控的一种重要表观遗传机制，它可以通过影响DNA构象、稳定性和与蛋白质相互作用等方式实现对基因表达的调节，CpG岛的甲基化可能是最早研究的发生在多种癌症中的体细胞基因组改变之一。很多科学家报道了不同癌症中发生的甲基化异常现象，它已成为多种肿瘤诊断的生物标志物之一，因此DNA甲基化的分析对于了解表观遗传学的影响至关重要。在第3章中，我们借助于磁珠捕获富集分离功能，以前列腺组织细胞为检测对象，直接进样电喷雾质谱达到检测DNA甲基化的目的。该方法设计原理简单、灵敏度高、选择性好，适用于实际样品的分析。

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第1章 绪 论

1.1生物传感器

1.2 癌症相关核酸分析

1.3磁性微球和质谱技术

1.4 核酸探针信号放大技术

1.5 本论文的研究构想和内容

第2章 基于ICP-MS平台结合镧系离子标记物和HCR放大的DNA分析

2.1前言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4小结

第3章 直接进样质谱法检测前列腺组织CpG岛甲基化

3.1 前言

3.2 实验部分

3.3实验结果与讨论

3.4 结论

结论

参考文献

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录

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