用于三核苷酸重复疾病早期诊断的高灵敏电化学生物传感体系的构建和应用研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21575035
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0402.电分析化学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Trinucleotide repeats are disease gene of neurodegenerative diseases, known as Trinucleotide Tepeat Disease (TRD). The detection of trinucleotide repeats have been a very important significance for early diagnosis and warning of the genetic diseases. Currently, there are few effective methods to detect with rapid, high sensitivity, simplification and low-cost. The project would apply low-cost and convenient electrochemical method to detect trinucleotide repeats. Here especial for trinucleotide repeats such as CGG)n, (CAG)n, (CTG)n and so on, the novel electrochemical function-nano-probes would be designed, prepared and optimized through integration of three functions: molecule recognition, signal amplification and reuse, by combining gold-magnetism nanomaterials with DNA recognition molecules (naphthyridine derivatives) and the horseradish peroxidase enzyme reaction or electrochemical active molecule (ferrocene et al.). Based on the novel electrochemical function-nano-probes, we would construct the electrochemical biosensor system for the detection of trinucleotide repeat DNA, and coordinate all segments such as modification of electrodes, capture of targets, and role of function-nano-probes et al. These studies would provide new methods and devices for the detection of trinucleotide repeat DNAs with rapid, high sensitivity and high selectivity, and provide a feasible clinical diagnostic method for early diagnosis and warning of neurodegenerative diseases—Trinucleotide Repeat Disease (TRD).
三核苷酸重复序列的异常增多是导致一系列神经性遗传病的根本原因,这类疾病也叫三核苷酸重复性疾病,因此三核苷酸重复序列的检测分析对于疾病早期诊断和预警有着非常重大的意义。而目前对其快速、高灵敏、低成本检测缺乏有效的手段。本项目率先针对三核苷酸重复序列,采用低成本、便捷的电化学方法;结合核酸识别分子萘啶衍生物、金磁纳米材料、二茂铁电活性探针修饰的纳米颗粒或辣根过氧化酶等酶促反应扩大电信号;融合分子识别、信号扩大和重复利用等功能域,发挥最优功能和作用,制备新型电化学功能纳米探针。基于这些新型电化学功能纳米探针,构建三核苷酸重复序列纳米电化学生物传感体系;研究电极的修饰、目标物的捕获、电化学功能纳米探针的捕获等环节的协调优化;为三核苷酸重复序列的快速、高选择性、高灵敏的分析检测提供新方法和新器件,为实现三核苷酸重复疾病的早期诊断和预警提供一种可行的临床诊断方法。

结项摘要

电化学生物传感器是目前人们寄予最大期望的一类疾病标志物方法之一,是一种非常理想的POC(point of care)临床诊断方法。本项目主要针对神经遗传病标志物三核苷酸重复序列,开展了一系列的电生物传感研究。通过修饰核酸识别分子萘啶衍生物到电极表面,构建了阻抗型和电流型电化学传感。结合核酸识别分子萘啶衍生物、磁纳米材料、二茂铁电活性探针等制备了功能磁纳米探针,并成功的应用于电化学传感和荧光传感分析检测核酸,该方法操作简便、快速、灵敏。结合双信号技术、Exo III辅助循环扩增、电化学分子信标、原位杂交链式反应以及石墨烯对单链DNA的选择性等方法和技术,构建了双信号的比率型电化学生物传感探究核酸标志物,该传感不仅检测了CAG三核苷酸重复序列,并能够检测出扩增长度。同时,基于石墨烯的优异电性能和晶体管自身的信号放大功能,构建了新型溶液门控石墨烯晶体管生物传感研究核酸葡糖糖等标志物,选择性高,灵敏度高。本项目能够较好地协调融合分子识别和信号放大技术等功能,使他们各自发挥作用,降低干扰、同时也提高灵敏度;构建的这些电化学生物传感和晶体管生物传感选择性高、灵敏度高,并具有较好地稳定性和一定的实用性。这些研究为疾病标志物三核苷酸重复序列的快速灵敏分析检测提供了电化学新方法和新器件,为实现神经遗传病三核苷酸重复疾病和癌症的早期诊断和预警提供了一种可行性的技术和方法。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(9)
A novel electrochemical method based on screen-printed electrodes and magnetic beads for detection of trinucleotide repeat sequence d(CAG)(n)
基于丝网印刷电极和磁珠的新型电化学方法检测三核苷酸重复序列d(CAG)(n)
  • DOI:
    10.1039/c8nj00443a
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    New Journal of Chemistry
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Liu Yalan;Li Jiao;Chang Gang;Zhu Ruizhi;He Hanping;Zhang Xiuhua;Wang Shengfu
  • 通讯作者:
    Wang Shengfu
Synthesis and characterization of a bifunctional nanoprobe for CGG trinucleotide repeat detection
用于 CGG 三核苷酸重复检测的双功能纳米探针的合成和表征
  • DOI:
    10.1039/c7ra05268e
  • 发表时间:
    2017-07
  • 期刊:
    RSC Advances
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Zhu Xiaoqian;Li Jiao;Lv Hehong;He Hanping;Liu Heng;Zhang Xiuhua;Wang Shengfu
  • 通讯作者:
    Wang Shengfu
Highly sensitive nitrite sensor based on AuNPs/RGO nanocomposites modified graphene electrochemical transistors
基于AuNPs/RGO纳米复合材料改性石墨烯电化学晶体管的高灵敏亚硝酸盐传感器
  • DOI:
    10.1016/j.bios.2019.111751
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Biosensors and Bioelectronics
  • 影响因子:
    12.6
  • 作者:
    Zhou Yang;Ma Mingyu;He Hanping;Cai Zhiwei;Gao Nan;He Chaohui;Chang Gang;Wang Xianbao;He Yunbin
  • 通讯作者:
    He Yunbin
A gold electrode modified with a gold-graphene oxide nanocomposite for non-enzymatic sensing of glucose at near-neutral pH values
用金-氧化石墨烯纳米复合材料修饰的金电极,用于在接近中性 pH 值下非酶促传感葡萄糖
  • DOI:
    10.1007/s00604-019-3796-8
  • 发表时间:
    2019-11-01
  • 期刊:
    MICROCHIMICA ACTA
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    He, Chaohui;Wang, Jiakai;He, Yunbin
  • 通讯作者:
    He, Yunbin
A Novel Electrochemical Biosensor Based on a Double-Signal Technique for d(CAG)n Trinucleotide Repeats
基于 d(CAG)(n) 三核苷酸重复双信号技术的新型电化学生物传感器
  • DOI:
    10.1021/acsami.7b15014
  • 发表时间:
    2017-12-20
  • 期刊:
    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Li, Jiao;Liu, Yalan;Wang, Shengfu
  • 通讯作者:
    Wang, Shengfu

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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    张秀萍

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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