基于核酸適配子和DNA芯片的ATP檢測(cè)研究的開(kāi)題報(bào)告

基于核酸適配子和DNA芯片的ATP檢測(cè)研究的開(kāi)題報(bào)告一、背景與研究意義ATP（adenosinetriphosphate）是細(xì)胞內(nèi)能量代謝的關(guān)鍵分子，其含量的變化與細(xì)胞活性、病變及各種外界刺激等均有高度相關(guān)性。因此，快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)ATP含量對(duì)于生物學(xué)、醫(yī)學(xué)及環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域具有重要意義。當(dāng)前ATP檢測(cè)主要分為生物傳感技術(shù)和化學(xué)傳感技術(shù)兩種，其中生物傳感技術(shù)又可以分為基于酶的和基于核酸的兩種?；诤怂岬腁TP檢測(cè)技術(shù)是近年來(lái)新興的檢測(cè)技術(shù)之一，其具有操作簡(jiǎn)便、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，在生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。二、研究?jī)?nèi)容本研究利用核酸適配子技術(shù)建立一種快速、靈敏、準(zhǔn)確的ATP檢測(cè)方法。將ATP適配子固定到金納米顆粒表面，與ATP形成適配子-ATP復(fù)合物，并利用基于DNA芯片的檢測(cè)平臺(tái)對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。主要包括以下幾個(gè)方面的研究：1.核酸適配子的設(shè)計(jì)和合成：利用分子設(shè)計(jì)和合成技術(shù)，設(shè)計(jì)并合成出一系列特異性ATP適配子。2.ATP適配子的固定：將合成的ATP適配子固定在金納米顆粒表面。3.適配子-ATP復(fù)合物的檢測(cè)：將適配子-ATP復(fù)合物加入DNA芯片上，并利用DNA芯片檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)。4.ATP標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的構(gòu)建和檢測(cè)靈敏度的分析：利用ATP標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行測(cè)定，構(gòu)建ATP標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)及分析其檢測(cè)靈敏度。三、預(yù)期成果通過(guò)本研究，預(yù)期建立一種基于核酸適配子和DNA芯片的ATP檢測(cè)方法，具有快速、靈敏、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，并在生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用前景。同時(shí)，該研究將為相關(guān)領(lǐng)域的研究提供新的思路和方法，推動(dòng)生物傳感技術(shù)的發(fā)展。四、研究方法和技術(shù)路線(xiàn)1.核酸適配子的設(shè)計(jì)和合成：根據(jù)ATP的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，利用計(jì)算機(jī)模擬等方法設(shè)計(jì)出一系列ATP適配子，然后進(jìn)行化學(xué)合成并進(jìn)行表征。2.ATP適配子的固定：將合成的ATP適配子通過(guò)化學(xué)交聯(lián)等方法固定在金納米顆粒表面。3.適配子-ATP復(fù)合物的檢測(cè)：將適配子-ATP復(fù)合物加入DNA芯片上，利用熒光、電化學(xué)等信號(hào)檢測(cè)手段進(jìn)行檢測(cè)。4.ATP標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的構(gòu)建和檢測(cè)靈敏度的分析：利用ATP標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定其濃度范圍和檢測(cè)靈敏度，并構(gòu)建ATP標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。五、研究進(jìn)度計(jì)劃第一年：完成ATP適配子的設(shè)計(jì)和合成，建立基于核酸適配子和金納米顆粒的ATP檢測(cè)體系。第二年：建立基于DNA芯片檢測(cè)平臺(tái)的ATP檢測(cè)體系，并進(jìn)行ATP標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)構(gòu)建和檢測(cè)靈敏度的分析。第三年：深入挖掘該技術(shù)在生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用，完成論文撰寫(xiě)和相關(guān)成果的發(fā)布。六、參考文獻(xiàn)1.Pei,H.,Liang,L.,Yao,G.,Li,J.,Huang,Q.,Fan,C.(2012).Re-usableelectrochemicalsensorbasedonDNAaptamerandteststripforrapiddetectionofATP.BiosensorsandBioelectronics,34(1),119–125.2.Li,H.,Xie,Z.,Xiao,S.,Du,D.,Lin,Y.(2019).BiosensingapproachesforATPdetectionandcellularactivityimaging.ChemicalSocietyReviews,48(9),2665–2682.3.Lancelotta,P.P.,Stavis,S.M.,Giammona,C.J.,Clair,S.,Pysher,M.D.(2010).Method