分子ビーコン型プローブを提示したナノ複合体による標的ウイルスの検出

使用展示分子信标型探针的纳米复合物检测目标病毒

基本信息

批准号：
14F04354
负责人：
朴龍洙
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Shizuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、蛍光効率が高い半導体ナノ粒子である量子ドット（QD）を分子ビーコン（MB）にカップリングした分子ビーコンプローブを作製し、ターゲットウイルスの相補的遺伝子配列を検出することでウイルスの高感度検出を試みた。【研究方法】界面活性剤、安定剤、キャッピング剤を用いた有機金属の熱分解に基づくホットインジェクションにより高結晶性のQDを合成した。バンドギャップ合金の場合、Se/Sの比を調製し、thiol-capped CdZnSeS/ZnSexSy QDを構成した。可溶性チオルキャッピング剤を用いたリガンド交換反応によりQDの疎水性表面を親水性表面に変え、QDの表面を機能化した。QDとMBとは、N-(3-dimethylaminopropyl)-N′-ethylcarbodiimide hydrochloride/N-hydroxysuccinimideを用いて共有結合で結合した。本研究では、検出ターゲットウイルスに適したQD-MBプローブを作製するため、異なるQDとMBを設計し使用した。【結果】１）合金CdZnSeS/ZnSe1.0S1.3 QDをインフルエンザウイルス（H1N1）の検出に用いた。H1N1 RNAを２コピー/mLレベルまで検出が可能であった。本結果を検証するために、従来のCdZnSeS QD-MBプローブを用いて検出した結果、12倍高感度であることが明らかになった。２）合金CdZnSeS QDをチオグリコール酸でキャッピングし、量子効率92％の高蛍光強度を持つQDを合成した。また、SiO2をコーティングした合金SiO2-coated CdZnSeS QDを合成したところ、極めて高い量子効率98%を得た。ノロウイルスのRNAを検出したところ、緩衝液中では9.3コピー/mL、ヒト血清中では8.2コピー/mLの検出感度を得、検出の汎用性が認められた。

在本研究中，我们创建了一种分子信标探针，其中量子点（QD）（具有高荧光效率的半导体纳米粒子）与分子信标（MB）耦合，并尝试检测目标病毒的互补基因序列。 [研究方法] 利用表面活性剂、稳定剂和封端剂对有机金属材料进行热分解，通过热注射法合成高结晶量子点。对于带隙合金，调整 Se/S 比例以构建硫醇封端的 CdZnSeS/ZnSexSy QD。通过使用可溶性硫封剂的配体交换反应将疏水性表面改变为亲水性表面，对量子点的表面进行功能化。使用 N-(3-二甲基氨基丙基)-N'-乙基碳二亚胺盐酸盐/N-羟基琥珀酰亚胺将 QD 和 MB 共价键合。在本研究中，设计并使用不同的QD和MB来创建适合检测目标病毒的QD-MB探针。 [结果] 1)合金CdZnSeS/ZnSe1.0S1.3 QD用于检测流感病毒(H1N1)。可以检测到低至 2 拷贝/mL 水平的 H1N1 RNA。为了验证这一结果，使用传统的 CdZnSeS QD-MB 探针进行检测，结果显示其灵敏度提高了 12 倍。 2）通过用巯基乙酸对CdZnSeS合金量子点进行封端，合成了具有高荧光强度和92％量子效率的量子点。此外，当我们合成SiO2涂层的CdZnSeS量子点时，我们获得了98%的极高量子效率。检测诺如病毒RNA时，缓冲液中的检测灵敏度为9.3拷贝/mL，人血清中的检测灵敏度为8.2拷贝/mL，证明了检测的多功能性。