基于交联增强自组装策略构建高稳定性量子点荧光探针及其在肺癌miRNA标志物检测中的应用

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51503101
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0310.其他有机高分子功能材料
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Due to the great need for early diagnostics of lung cancer, this project is aimed to develop a novel high sensitive detection technology of miRNA biomarkers for lung cancer based on Quantum dots (QDs). In order to solve the QDs fluorescent probe’s instability problem which seriously constrains the improvement of sensitivity and liability of the detection system, we propose a ‘cross-linking enhanced self-assembly’ strategy for QD’s surface modification. This method utilizes a newly designed thiol-containing amphiphilic diblock polymer as the surface modifier. The coordinating bonds between thiol groups and metal ions on the QD’s surface are firstly used to assembly the polymer to form ordered surface modification layer. Then the excess thiol groups in the polymer shell will function as cross-linking agent via oxidation between thiol groups, which provides strong covalent bonding and significantly enhances the stability of the surface modification layer. This strategy can break through the limit of stability-luminescence contradiction derived from either traditional surface modification strategies and produces high performance QD fluorescent probes in controlled manner. Based on the high quality QDs, QD-DNA fluorescent probes can be prepared and used to construct a highly sensitive miRNA fluorescence detection platform under base-pair complementary principle combined with magnetic separation of nano-magnetic beads. QDs with different emission colors can be used to prepare fluorescence programmed bioprobes and to simultaneously detect multiple lung cancer miRNA biomarkers with high sensitivity and specificity. This project will provide a versatile surface modification strategy for both QDs and other nanomaterials, and can offer potentially useful detection technology for lung cancer diagnostics.
本项目面向肺癌早期诊断的重大需求,以实现基于量子点的肺癌微小核糖核酸(miRNA)标志物的高灵敏荧光检测为研究目标,针对当前量子点荧光探针稳定性不足而严重制约检测灵敏度与可靠性的问题,重点发展 “交联增强自组装”的量子点表面修饰策略,设计具有巯基链段的两亲嵌段聚合物作为表面修饰剂,利用巯基与金属离子间的配位键在量子点表面组装有序的聚合物修饰层,进而利用巯基之间的氧化交联增强表面修饰层的稳定性,突破传统策略中稳定性与荧光性能难以兼顾的局限,实现高性能量子点荧光探针的可控构建。以此为基础,制备量子点-DNA荧光探针,基于碱基互补配对原则,结合纳米磁珠的磁分离能力,发展高灵敏、高特异性的miRNA荧光检测技术。利用不同发射波长的量子点对核酸探针进行荧光编码,实现肺癌miRNA标志物的多元联合检测。本项目的实施将为量子点和其它纳米材料提供一种通用的表面修饰策略,并为肺癌的早期诊断提供技术支持。

结项摘要

肺癌是一种在全球范围内发病率与死亡率最高的恶性肿瘤。为提高肺癌的早期诊断水平,当前迫切需要发展具有高灵敏度、高特异性的肺癌标志物检测的新技术和新方法。作为新一代的荧光标记物,量子点(QDs)相对于有机染料具有很多优异的荧光性能。尽管当前基于量子点的荧光检测技术已经展现出良好的发展前景,但是量子点稳定性不足的问题严重制约着检测灵敏度与可靠性的提高。针对以上问题,本项目利用活性聚合可控制备了新型多齿巯基嵌段聚合物,利用巯基的配位能力、交联能力和多齿协同作用,显著提高了量子点的光稳定性、盐稳定性、pH稳定性等性能,为提高量子点的稳定性提供了新的表面修饰策略。基于相似的策略,通过沉淀聚合制备了含有多齿巯基的聚合物微球,利用巯基的配位作用和协同作用,制备了具有较高负载效率的量子点荧光微球。发展了厚壁核壳型量子点微波水相合成技术,制备的CdTe/CdS量子点的壳层厚度可调,量子点的荧光发射波长覆盖可见光到近红外的区域(500-900 nm),而且量子点的荧光量子效率可达85%,显著优于普通的水相量子点。利用量子点优异的光学性能和磁珠的高效磁分离能力,发展了量子点-磁珠荧光传感体系(QD-MB),利用不同发光波长的量子点实现两种肺癌标志物miRNA(miRNA-21和miRNA-200b)的高灵敏、高特异性的联合检测。在血清体系中QD-MB传感体系对miRNA-200b和miRNA-21的检测限分别为6.09 fM和3.90 fM,检测线性范围分别为10 fM-10 pM和10 fM-100 pM。与其它的miRNA荧光传感体系相比,QD-MB传感体系具有较高的检测灵敏度、较宽的线性范围和良好的特异性,并且操作简单,为肺癌的早期诊断提供了技术支持。在此基础上,通过结合双链特异性核酸酶(DSN)的选择性剪切能力,发展了基于DNS酶信号放大的QD-MB荧光传感体系,实现对肺癌标志物miRNA-21的高灵敏检测。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(5)
Rapid preparation of single-layer transition metal dichalcogenide nanosheets via ultrasonication enhanced lithium intercalation
超声波增强嵌锂快速制备单层过渡金属二硫属化物纳米片
  • DOI:
    10.1039/c5cc07301d
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Chemical Communications
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Yuwen Lihui;Yu Huan;Yang Xiangrong;Zhou Jiajia;Zhang Qi;Zhang Yuqian;Luo Zhimin;Su Shao;Wang Lianhui
  • 通讯作者:
    Wang Lianhui
Recent Advances in Synthesis and Biomedical Applications of Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenide Nanosheets
二维过渡金属二硫化物纳米片的合成及生物医学应用最新进展
  • DOI:
    10.1002/smll.201602660
  • 发表时间:
    2017-02-03
  • 期刊:
    SMALL
  • 影响因子:
    13.3
  • 作者:
    Li, Xiao;Shan, Jingyang;Wang, Lianhui
  • 通讯作者:
    Wang, Lianhui
Evaluation of toxic effects of CdTe quantum dots on the reproductive system in adult male mice
CdTe量子点对成年雄性小鼠生殖系统的毒性作用评价
  • DOI:
    10.1016/j.biomaterials.2016.04.014
  • 发表时间:
    2016-07-01
  • 期刊:
    BIOMATERIALS
  • 影响因子:
    14
  • 作者:
    Li, Xiaohui;Yang, Xiangrong;Wang, Lianhui
  • 通讯作者:
    Wang, Lianhui
Aqueous phase preparation of ultrasmall MoSe2 nanodots for efficient photothermal therapy of cancer cells
超小 MoSe2 纳米点的水相制备用于癌细胞的高效光热治疗
  • DOI:
    10.1039/c5nr08166a
  • 发表时间:
    2016-01-01
  • 期刊:
    NANOSCALE
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Yuwen, Lihui;Zhou, Jiajia;Wang, Lianhui
  • 通讯作者:
    Wang, Lianhui

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基于乏氧增强型超声抗菌剂的细菌生物膜感染协同治疗研究
  • 批准号:
    22375101
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目

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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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