基于纳米孔技术的肺癌相关活性分子检测及电化学分析机制探索

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21874062
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    65.0万
  • 负责人：
    郗冬梅
  • 依托单位：
    临沂大学
  • 学科分类：
    B0404.化学与生物传感
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The expression of lung cancer-related bioactive molecules is closely related to the progression of lung cancer. Development of a method for sensitive and selective detection of bioactive molecules is of great significance. Nanopore-based single-molecule technology has the advantages of being rapid, low-cost, and label-free, providing a new platform for the detection of biomolecules. This project aims to detect the nucleic acid and protein markers associated with lung cancer. Bioprobes with high specificity to the target molecules will be designed. A series of glass nanopores can be fabricated by laser pulling technique, and functional modification will be performed. Aerolysin is to be used to form the biological nanopore. Based on that, we would build nanopore sensors for the detection of various lung cancer biomarkers. Besides, signal amplification strategy will be employed to improve the sensitivity. The specificity is expected to be improved by the simultaneous determination of various active molecules. Furthermore, nanopore electrochemical analysis technology will be combined with dark field imaging technique. In this way, we would monitor the electron transfer process in the nanopore interface, and explore the mechanism of nanopore electrochemical analysis.
肺癌相关活性分子的表达量与肺癌的发生发展密切相关，发展一种灵敏度高、特异性强的活性分子检测技术具有重要意义。纳米孔单分子分析技术具有快速、低成本、无需荧光标记等优点，为生物分子的检测提供了一个新平台。本项目拟以肺癌相关的核酸和蛋白质标志物为检测对象，设计特异性识别目标物的功能化生物探针；利用激光拉制技术制备一系列玻璃纳米孔道，进行功能化修饰，同时利用气单胞菌溶素（Aerolysin）自组装形成生物纳米孔道，建立肺癌相关活性分子的纳米孔传感分析体系；引入信号放大策略提高灵敏度，通过多种活性分子的同时测定提高特异性；进一步将纳米孔电化学分析技术与暗场显微成像相结合，监测纳米孔道界面的电子传递过程，探索纳米孔电化学分析机制。

结项摘要

肺癌相关活性分子的表达量与肺癌的发生发展密切相关，发展一种灵敏度高、特异性强的活性分子检测技术具有重要意义。纳米孔单分子分析技术具有快速、低成本、无需荧光标记等优点，为生物分子的检测提供了一个新平台。本项目以核酸和蛋白质等生物标志物为检测对象，分别以DNA和多肽为结构单元，结合利用纳米金、磁性纳米粒子等材料的优异性能，开发特异性识别目标物的功能化生物探针，包括分叉DNA探针、双链DNA纳米探针、多肽探针等。利用气单胞菌溶素（aerolysin）和α-溶血素分别自组装形成生物纳米孔道，发展了一系列纳米孔传感新方法，实现了多种肺癌相关活性分子的检测；纳米孔结合分子动力学模拟，研究序列改变对DNA二级结构i-motif稳定性的影响，实现核酸结构在单分子水平的实时监测；进一步，通过点击反应引入DNA分支设计条码探针，结合纳米孔传感界面，实现了多种蛋白质的联合检测和精确区分，该方法具有通用性，改变碱基种类、序列长度可同时分析更多目标物。将所建立的方法应用于血清样品分析，表现出良好的灵敏度和选择性，在生化分析中具有较好的应用前景。

项目成果

期刊论文数量（8）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Multimodal tumor therapy based on chemodynamic therapy
基于化学动力学治疗的多模式肿瘤治疗
  • DOI：
    10.1016/j.cjac.2022.100121
  • 发表时间：
    2022-05
  • 期刊：
    Chinese Journal of Analytical Chemistry
  • 影响因子：
    1.2
  • 作者：
    Xiao ZhuGe;Dongmei Xi;Shusheng Zhang
  • 通讯作者：
    Shusheng Zhang
Label-free sensing of main protease activity of SARS-CoV-2 with an aerolysin nanopore
使用气溶素纳米孔对 SARS-CoV-2 主要蛋白酶活性进行无标记传感
  • DOI：
    10.1002/asia.202200747
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    Chemistry-an Asian Journal
  • 影响因子：
    4.1
  • 作者：
    Xin Zhou;Ruping Tang;Yusen Li;Shusheng Zhang;Dongmei xi
  • 通讯作者：
    Dongmei xi
Recent Advances in Nanopore Sensing†
纳米孔传感的最新进展
  • DOI：
    10.1002/cjoc.202000721
  • 发表时间：
    2021-07-01
  • 期刊：
    CHINESE JOURNAL OF CHEMISTRY
  • 影响因子：
    5.4
  • 作者：
    Cui, Mengjie;Ge, Yaxian;Zhang, Shusheng
  • 通讯作者：
    Zhang, Shusheng
Nanopore-based single-molecule investigation of DNA sequences with potential to form i-motif structures
基于纳米孔的 DNA 序列单分子研究，具有形成 i-motif 结构的潜力
  • DOI：
    10.1021/acssensors.1c00712
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    ACS Sensors
  • 影响因子：
    8.9
  • 作者：
    Dongmei Xi;Mengjie Cui;Xin Zhou;Xiao Zhuge;Yaxian Ge;Ying Wang;Shusheng Zhang
  • 通讯作者：
    Shusheng Zhang
Detection of Tobacco Bacterial Wilt Caused by Ralstonia solanacearum by Combining Polymerase Chain Reaction with an α-Hemolysin Nanopore.
聚合酶链反应与α-溶血素纳米孔相结合检测由青枯菌引起的烟草青枯病
  • DOI：
    10.3390/nano13020332
  • 发表时间：
    2023-01-13
  • 期刊：
    NANOMATERIALS
  • 影响因子：
    5.3
  • 作者：
    Wang, Ying;Li, Yusen;Zhou, Xin;Zhang, Wenna;Zhang, Shusheng;Xi, Dongmei
  • 通讯作者：
    Xi, Dongmei

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其他文献

生物纳米孔分析技术研究进展
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    应用化学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    尚积祯;李志;郗冬梅;张书圣
  • 通讯作者：
    张书圣
Nanopore-Based Selective Discrimination of MicroRNAs with Single- Nucleotide Difference Using Locked Nucleic Acid-Modified Probes
使用锁核酸修饰探针基于纳米孔选择性区分具有单核苷酸差异的 MicroRNA
  • DOI：
    10.1021/acs.analchem.6b02620
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Analytical Chemistry
  • 影响因子：
    7.4
  • 作者：
    郗冬梅;尚积祯;范恩国;尤进茂;张书圣;王桦
  • 通讯作者：
    王桦

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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

        graph TD
          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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