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分子信标对mRNA的检测机理

分子信标,大变形,检测机理,能量释放率

基因信息解码是基因治疗和癌症诊断的关键因素，在临床医学和生命科学等领域引起了广泛关注。在传统癌症检测中，分子信标传感器是常用的活细胞检测方法。分子信标通常为茎环结构，两端分别修饰荧光基团和淬灭基团，可与环上序列匹配的靶标相结合，进而使得茎端张开，产生荧光检测信号。分子信标具有结构简单、高灵敏度等优点，但其临床检测仍存在一些不足，例如分子信标打开过程中产生的多聚体会降低荧光强度、分子信标序列设计受限于靶标序列、单分子信标检测特异性不足等。

本研究通过链置换原理，实现了靶标与分子信标茎的结合，设计了新型的核酸检测探针。为了阐明分子信标的检测机制，发展了DNA分子杂交模型，构建了分子信标/靶标系统的势能函数，采用遗传算法由最小势能原理优化求解分子信标的构型。在此基础上，研究了靶标与分子信标环、杆杂交过程中，其长度和总能量之间的定量关系。结果表明，靶标与分子信标茎之间的杂交比与环之间的杂交具有更低的势能，呈现了更好的稳定性。同时，靶标与分子信标茎结合的方式，避免了分子信标之间多聚体的形成，提高了荧光强度。与传统的探针相比，新型探针在检测灵敏度、特异性及碱基错配类型识别等方面具有更大的优势。本研究能够为分子信标的检测机制提供重要的理论基础。