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    張奎教授團隊研究成果連續登上自然指數期刊《Analytical Chemistry》封面

    發布時間:2022-04-29   文章來源:    瀏覽:

    近日,化學與化工學院張奎教授團隊在心肌梗死標志物檢測方面取得系列原創成果,連續以封面論文形式在自然指數(Nature Index)期刊《Analytical Chemistry》上發表?!禔nalytical Chemistry》由美國化學會出版,致力于發表分析化學各支學科具有新穎性及原創性的學術論文,是國際化學界廣泛認可的享有高度學術聲譽的期刊,是自然指數所包含的期刊之一。我校為論文第一完成單位,得到了國家自然科學基金、國家科技部重點研發計劃、安徽省杰出青年科學基金等項目的支持,也得到了南京大學徐靜娟教授和馬鞍山人民醫院心血管內科的支持。

    急性心肌梗死(AMI)是一種心血管疾病,通常發生得很快、沒有預警,因此診斷和治療的時間是無價的,醫療成本是巨大的。目前,血清肌鈣蛋白是報道最廣泛的AMI診斷標志物,但其釋放時間的滯后往往會降低靈敏度,甚至會延誤診斷,迫切需要實用而靈敏的AMI診斷方法。近年來,研究發現急性心肌梗死發病時,血液中存在與AMI相關的微小核糖核酸(miRNA),這些miRNA可在血液循環系統中穩定存在,在不同的病理階段miRNA的類型和表達有很大差異。

    (相關研究成果登上Analytical Chemistry封面)


    (CdTe QDs 和 RuSi NPs 形貌及粒徑表征)


    (相關核酸結構凝膠電泳的表征)


    (比率型電致化學發光傳感器對血液中miRNA的靈敏檢測)

    團隊針對AMI相關miRNA的特性,并考慮到AMI和血液環境的復雜性,將DNAzyme組合酶和共振能量轉移(RET)系統相結合,利用多功能納米探針開發了基于雙電位信號動態變化的比率型電致化學發光(ECL)傳感平臺來檢測血液中的心肌miRNA。該雙信號系統由具有rA位點的底物鏈功能化的CdTe量子點(QDs)作為還原-氧化(R-O)發射源,Cy5修飾鏈功能化的Ru(bpy)32+參雜的二氧化硅納米粒子(RuSi NPs)作為氧化-還原(O-R)發射源。目標miRNA將DNAzyme激活,切斷修飾在CdTe量子點上的底物鏈,釋放觸發鏈將修飾在RuSi NPs上的Cy5標記的發夾探針打開,將Cy5分子和RuSi NPs引入體系。CdTe QDs 和 Cy5 分子間的共振能量轉移可以猝滅 R?O ECL信號,RuSi NPs 可以引入O?R ECL信號。通過測量O?R ECL信號和R?O ECL信號的比值,可以校準偏差,準確定量10 fM到10 nM范圍內 miRNA-499的濃度。該研究工作克服了血液檢測中的環境干擾,提供了準確定量心梗miRNA的手段,相關成果以封面論文形式發表在《Analytical Chemistry》上。

    (相關研究成果登上Analytical Chemistry封面)


    (相關核酸結構凝膠電泳的表征)


    (比率型電致化學發光傳感器制作過程表征)


    (比率型電致化學發光傳感器對多目標選擇性響應)

    心肌miRNA的快速識別和準確定量對心血管病變的臨床干預具有重要意義,團隊通過精準拆分DNA組合酶(DNAzyme),設計了一種通用型核酸探針,可實現目標的精確識別和多次放大,并可將DNAzyme放大與雜化鏈式擴增(HCR)放大技術相結合,進行多級信號放大,大幅提高了分析檢測的靈敏度,建立穩定、高效的分析方法精準分析心肌miRNA。研究實現了多種心梗miRNA的精準識別,同時得益于信號累積方案可以實現心梗miRNA組的鑒別。該研究提出了檢測心梗相關miRNA組的方案,為心梗疾病的診斷提供了新思路,提高了心梗miRNA檢測的靈敏度,相關成果以主封面論文形式發表在《Analytical Chemistry》上。

    論文鏈接:

    https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.2c00195

    https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.1c01051

    (撰稿:張奎 孫玉蝶 審核:何孝軍 張苒 杜飛)

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