高灵敏度电化学单核苷酸多态性分析新方法研究及其应用

The current project is aimed at the development of new electroanalytical methods for highly sensitive detection of single nucleotide polymorphisms (SNPs). The highly selective discrimination strategy toward SNPs genotypes are developed based on the combination of different tool enzymes. The new methods of "nuclease-assisted autocatalytic target recycling", "dendritic rolling circle replication" and "dendritic hybridization chain reaction" are proposed and used for the SNPs signal transformation and cascade amplification. New bionanoprobe is designed based on surface initiated atom transfer radical polymerization (ATRP) technique and used for the construction of electrochemical SNPs sensing platform with excellent performances. Then, the rapid, high throughput, high sensitive and high selective detection toward the SNPs biomarkers related to the serious diseases for example cancer in complex biological samples is achieved. The dependence of serious diseases on the SNPs genotypes and concentration is investigated in detail. This project would provide some new methods and techniques for the early diagnosis of serious diseases. Some innovative research results are also expected with the execution of current project.

项目拟开展高灵敏度电化学单核苷酸多态性（SNPs）分析新方法及应用研究。基于工具酶联用技术，发展SNPs基因分型的高选择性识别新方法。提出"核酸酶辅助自催化靶标循环"、"枝状滚环扩增"及"枝状杂交链式反应"新方法，建立SNPs识别信号转换与级联扩增新策略。基于表面引发原子转移自由基聚合物生长技术，设计新型纳米生物电化学信号探针体系，构建性能优异的电化学SNPs传感检测平台，旨在实现复杂生物体系中与重大疾病相关生物标志物SNPs的快速、稳定、高通量、高灵敏、高选择性分析检测。探索不同SNPs及其表达水平与重大疾病发生、发展之间的关系，以期为重大疾病如癌症的早期诊断提供新方法和新技术，具有重要的科学意义。

发展高灵敏度、高选择性及高准确度电化学单核苷酸多态性（SNPs）分析新方法，对于相关疾病早期诊断及生命科学、医学研究具有重要科学意义。本项目通过构筑稳定可控生物传感界面，设计核酸识别、信号转换与级联放大新策略，发展电化学传感检测新方法，实现了疾病相关核酸片段的高灵敏、高选择性分析检测。通过本项目研究，提出了多种核酸工具酶辅助自催化靶标循环放大新策略，建立了自催化核酸传感分析新方法，有效提高了SNPs分析检测的灵敏度及选择性。建立了背景信号抑制和响应信号放大的传感构筑新方式，以及靶标循环与后续扩增组合信号放大新模式，为高灵敏核酸生物传感构筑提供了新思路及新途径。建立了免固定及动态核酸组装编程的接近电化学检测新技术，克服了扩增型电化学生物传感器由于步骤繁琐所导致的稳定性及重现性不足的局限性。构建得到了多种性能优异的电化学SNPs传感检测平台，实现了复杂样品体系中疾病相关核酸片段的高灵敏、高选择性分析检测，为SNPs相关疾病的临床早期诊断研究提供了重要方法学支撑。同时基于所构筑的核酸传感平台，实现了其它重要生物标志分子如蛋白质、生物小分子等高灵敏、高选择性分析检测，有望为相关疾病的临床诊断及监测研究提供普适新方法、新技术。