氧化石墨烯与核酸的相互作用研究及miRNA检测

研究表明，miRNA的异常表达与多种疾病的发生密切相关。本项目选择p53相关miRNA作为研究对象，结合分子信标（MB）特异性识别核酸序列的特性以及石墨烯氧化物（GO）高效淬灭荧光的性质，设计新型GO-MB复合探针对DNA和miRNA及错配序列进行检测。结合理论模拟，系统分析GO自身性质、DNA构象及组成、缓冲溶液、温度等因素对GO与DNA相互作用的影响，并对GO结合DNA的动力学和热力学行为进行考察，深入理解作用机理，完善GO与不同构象DNA相互作用的理论。并以此指导MB设计，提高检测的灵敏度和特异性，降低检测成本。利用GO-MB复合探针对DNA以及p53相关miRNA进行定性和定量分析，并最终应用于临床样本的检测。

本项目旨在发展基于氧化石墨烯（GO）的生物传感器，用来检测DNA、蛋白质以及其他生物小分子等多种靶物质。结合生物学中高性能的DNA分子信标（MB）探针，辅以GO的超猝灭性能以及与不同结构生物大分子的差异化相互作用，提高检测的信噪比，发展高灵敏度和高选择性的生物传感器，用于检测特定的靶分子。除此之外，进一步拓展研究领域，利用GO的优异性质，提升传统糖探针和多肽探针的性能，提高了检测蛋白质的灵敏度和选择性，并将其用于细菌和肿瘤细胞等的活体检测。综合当前纳米材料在荧光传感器中的应用，针对目前该领域研究相对分散，科研工作者难以从中选择合适方案的现状，我们统一了研究体系，比较了三种纳米材料的性能，并对其机理进行深入探讨，最终得出了GO要比碳纳米管和纳米金的性能更好的结论。依托本项目的资助，发表论文11篇，圆满完成预期任务。