基于钌配合物的荧光传感平台用于癌症相关miRNA的检测研究

摘要

癌症(cancer)是对人类健康危害性极大的一类疾病。近年来，癌症的发病率和死亡率一直在增加，使其成为世界上主要的公共健康问题之一。迄今为止，虽然针对癌症的诊断和治疗方法众多，但是绝大部分患者出现了诊断即晚期的情况，癌症的早期诊断和预防对癌症患者的治疗和预后意义重大。因此，寻找快速、高效的癌症早期诊断方法已逐步成为研究者的关注热点。
　　miRNA(微RNA)是一类由18到25个核苷酸组成的短链非编码单链核酸分子，大量研究表明miRNA在调控人体机能方面发挥着重要作用。更为重要的是，miRNA的表达与很多人类疾病的产生密切相关（尤其是癌症），其表达紊乱可能揭示癌症的发生，miRNA可以作为癌症早期诊断生物标记物。目前临床检测miRNA常用方法(Northen印迹、qPCR、基因芯片技术等)在应用过程中均存在时间较长、操作复杂等缺点。近年来荧光光谱检测法因其操作简便、花费低廉、灵敏度及选择性较高等优点引发了研究热潮。
　　近年来，我们课题组一直从事于金属有机骨架(MOFs)用于DNA/RNA检测研究。MOFs结构种含有芳香环且带有正电荷的金属阳离子，已经证明这种骨架可通过π-π堆积和静电作用与带有荧光标记基团探针DNA(probe DNA，P-DNA)结合，并对其产生荧光淬灭。形成的复合体系可以用作疾病相关核酸序列的检测，如埃博拉病毒RNA和艾滋病病毒DNA序列。基于多吡啶的钌配合物具有良好的水溶性与稳定性，同时含有丰富的π体系，其在与核酸相互作用中表现出优异的性质。根据核酸检测的机理，本研究论文合成出一系列钌配合物作为新型检测材料用于与癌症相关miRNA的检测研究。简介如下:
　　一、设计合成了四个钌配合物[Ru(bpy)2(amtp)]Cl2(Ru1)，[Ru(phen)2(amtp)]Cl2(Ru2),[Ru(dmp)2(amtp)]Cl2(Ru3)and[Ru(bpy)2(thtp)]Cl2(Ru4)用于与多种癌症相关miR-185检测研究，实验结果表明Ru1-4可通过静电作用，π-π堆积和氢键作用与P-DNA结合形成P-DNA@Ru检测平台，P-DNA@Ru检测平台对miR-185的检测时间均为1min，检测限分别为0.42nM、0.28nM、0.32nM、0.85nM，该检测平台能够快速、灵敏及特异性的完成对miR-185的检测。
　　二、因为miR-185与多种癌症相关，对特定癌症的检测特异性不高，因此本章针对乳腺癌中表达上调的生物标记物miR-221和miR-222作为研究对象;在Ru1基础上进行优化设计得到[Ru(bpy)2(hdppz)]Cl2(Ru5)和[Ru(bpy-NH2)2(amtp)]Cl2(Ru6)。实验结果表明Ru5和Ru6与FAM或ROX标记的P-DNA可以通过静电作用，π-π堆积和氢键作用结合并使之荧光淬灭。形成的P-DNAs@Ru检测平台对miRNA的单独和同步检测效果都要优于Ru1，二者同步检测时间分别为1min和2min，检测限分别为0.20nM，0.52nM和0.28nM，1.03nM，两种miRNA在检测过程中互不干扰。
　　三、在上述研究基础上，为将钌配合物检测平台应用于细胞水平检测miRNA，我们设计合成脂溶性更好的[Ru(dip)2(hdppz)]Cl2(Ru7)。实验结果表明Ru7与P-DNAs构筑的P-DNAs@Ru7检测平台在缓冲溶液体系中对miR-221和miR-222检测效果与Ru5相似，其检测时间为2min，检测限为0.13nM和0.58nM。进一步的细胞实验发现该检测平台可以在癌细胞内检测出过表达的两种miRNAs。

目录

摘要

1．1．1 癌症概念和成因

1．1．2 癌症的诊断和治疗

1．2 miRNA的概念及功能

1．3 miRNA的检测方法及材料

1．3．1 传统检测方法

1．3．2 荧光光谱检测法及检测材料

1．4 钌配合物及其在核酸中的研究应用

1．4．1 钌配合物与核酸作用的基本模式及影响因素

1．4．2 钌配合物与核酸作用的研究方法

1．4．3 钌配合物的应用

1．5 研究展望及选题意义

参考文献

第二章 钌配合物的合成及应用于癌症相关miR-185检测活性的初步研究

2．1 实验部分

2．1．1 实验仪器与实验试剂

2．1．2 实验方法

2．1．3 配体和配合物的合成

2．2 结果与讨论

2．2．1 Ru 1-4的合成路线

2．2．2 Ru 1-4对T0检测效果实验

2．2．3 作用机理探究

2．3 本章小结

参考文献

第三章 钌配合物应用于乳腺癌相关miRNA检测研究

3．1 实验部分

3．1．2 实验方法

3．1．3 配体和配合物的合成

3．2 结果与讨论

3．2．1 Ru 1，Ru 5和Ru 6对miR-221和miR-222单独荧光检测

3．2．2 钌配合物利用同步荧光分析法检测miR-221和miR-222

3．2．3 作用机理探究

3．3 本章小结

参考文献

第四章 基于钌配合物Ru 7同步荧光及细胞水平检测乳腺癌相关miRNA

4．1 实验部分

4．1．1 实验仪器与实验试剂

4．1．2 实验方法

4．1．3 配合物Ru 7的合成

4．2 结果与讨论

4．2．1 Ru 7利用同步荧光分析法检测miR-221和miR-222

4．2．2 作用机理探究

4．2．3 Ru 7检测miR-221和miR-222的细胞实验

4．3 本章小结

参考文献

全文总结

附录

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

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