基于腺苷适配体标记的纳米颗粒的荧光生物传感平台的构建及其应用

摘要

腺苷作为一种遍布人体细胞的内源性核苷，在心血管系统、中枢神经系统和内分泌系统中发挥着极其重要的信号功能。腺苷作为潜在的肿瘤生物标志物，在早期监测疾病进展中有重要意义。因此，在生理条件下监测腺苷浓度变化将有助于进一步说明它们在癌症临床诊断和治疗中的功能。但是传统的分析方法不仅需要昂贵的仪器和复杂的操作，更是缺乏灵敏度，所以构建高选择性和高灵敏度的腺苷快速分析方法具有十分重要的现实意义。 本论文为实现生物样品中痕量腺苷的检测，构建了高选择性和高灵敏度的荧光检测平台。首先利用腺苷适配体1（ABA1）标记的Fe3O4磁性纳米颗粒（Magnetic Nanoparticles，MNPs）作为磁性分离工具，腺苷适配体2（ABA2）标记的Ag纳米颗粒（Nanoparticles，NPs）作为信号探针，并将两者混合形成复合探针。在目标物腺苷的存在下，复合物探针可以特异性地识别并结合腺苷，进而形成稳定的三明治结构（Fe3O4MNPs-ABA1-腺苷-ABA2-Ag NPs）。将三明治结构磁性分离并加入一定量的CdTe量子点（Quantum Dots,QDs）溶液，混合后测定其荧光强度。三明治结构中的Ag NPs作为腺苷的标记信号，通过内滤效应和电子转移与捕获过程对CdTe QDs表现出强烈的荧光猝灭作用，最终导致荧光信号随腺苷浓度的增加而逐渐下降。 试验优化了Fe3O4MNPs-COOH的反应浓度，ABA1的反应浓度以及Ag NPs对CdTe QDs的猝灭时间等条件，最后通过傅立叶红外光谱、紫外光谱、电化学方法以及高分辨透射电镜对所制备的腺苷传感平台进行了结构和形貌表征以证明其成功构建。选择性和干扰试验表明所构建的腺苷传感平台具有良好的选择性。研究结果表明，在最佳试验条件下，当腺苷的浓度在0.1-30nM范围内，构建的生物传感平台的荧光猝灭程度与腺苷的浓度呈良好的线性关系，相关系数为0.99，检测限为0.06nM。在该方法成功建立的基础上，采用加标回收试验法，检测三位健康志愿者尿液样品中的腺苷含量，测定结果均在正常值范围，且结果已用高效液相色谱法验证。试验结果表明构建的腺苷传感平台能够满足复杂生物样品中腺苷的分析测定要求，且该方法测定只需要40min，这是迄今报道的基于适配体的检测方法中用时最短的。该平台以其高效率和低成本的优势，在生物医学领域和临床诊断中监测各种靶分子具有巨大潜力。