摘要流感病毒是一类具有强传染性的RNA病毒,不仅对人类安全健康造成严重危害,还对养殖业造成重大经济损失。因此建立高效、成本低廉且灵敏特异的流感病毒便捷式检测方法至关重要。近几年来,生物传感器检测平台迅速发展,在现场即时检测(Pointofcaretest,POCT)领域得到广泛关注。在生物传感器中采用等温扩增技术进行信号放大,能够有效提高检测灵敏度,而光学信号输出方式相对其他类型的信号输出方式有更为直观获得信号结果的优势。基于此,本课题基于等温扩增以及光学信号输出方式设计并开发新型流感病毒生物传感器。主要包括以下两部分:<br> 1.基于新型线性等温扩增反应和CRISPR/Cas12a系统建立流感病毒荧光检测方法。<br> 本研究建立了一种新型等温扩增反应,直线性推进式链置换反应(Linearpropulsivestranddisplacementreaction,LPSDR),仅需两条短探针和DNA聚合酶,在恒定温度下即可扩增出长的含有重复单元的DNA产物。同时,基于LPSDR及CRISPR/Cas12a系统,开发了一种简单、灵敏的荧光生物传感器,并用于流感病毒的检测。该方法通过靶标引发的支点介导的链置换反应以及磁分离的方式获得游离的引物,将其引入LPSDR反应体系内进行扩增反应,以生成大量能够激活CRISPR/Cas12a反式裂解活性的ssDNA,与CRISPR/Cas12a系统结合可切割报告基团以产生荧光信号。该传感器在100pM~106pM范围间具有良好的线性关系,在最佳条件下,检测限为831.4fM,具有较高的特异性,血清样本中的回收率为83.9%~112.6%,在唾液样本中回收率为91.5%~119.1%,具有较高的准确性。研究结果表明,该扩增方法具有较高的扩增效率,所开发的传感器可应用于复杂基质样本中,实际应用效果良好,基于此,以上方法在检测领域有良好的应用前景。<br> 2.基于三向联结等温扩增反应引发的引物交换反应的级联扩增建立流感病毒比色检测方法。<br> 本研究将三向联结结构(Three-wayjunction,3WJ)与引物交换反应(Primerexchangereaction,PER)进行偶联扩增,结合G4联体结构包裹Hemin(G4/Hemin)的DNA酶能力,开发一种对流感病毒高灵敏检测的比色生物传感器。两种扩增方式的偶联达到信号级联放大的效果,通过靶标成功诱导形成三向联结结构,从而触发级联放大过程,产生大量的富含G的单链DNA,在阳离子的作用下形成立体空间结构,并将血红素嵌合组装成具有过氧化物酶样活性的空间结构,在显色底物存在的情况下,催化发生比色反应。该比色传感器具有较宽的检测范围,在100pM~106pM之间有良好的线性关系,最低检测限为34.32fM,血清样本回收率在98.3%~114.2%,在唾液样本中的回收率为85.9%~115.1%,实际样品检测结果良好。因此,本文所建立的新型比色传感器平台为临床检测流感病毒提供了新的依据。<br> 综上所述,本文基于等温扩增技术、CRISPR/Cas12a系统、G4/Hemin-DNA酶等,构建了两种灵敏快捷的流感病毒光学生物传感器,为流感病毒的临床研究提供了新的科学借鉴。
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