單分子流式檢測儀的研制.pdf

1、隨著人類基因組測序工作的完成，生命科學(xué)進入了功能基因組和蛋白質(zhì)組學(xué)時代，越來越多的表征機體生理、病理狀況的蛋白質(zhì)生物標志物被發(fā)現(xiàn)，為疾病診斷、預(yù)后、治療監(jiān)測、和藥物篩選提供了強有力的研究手段。盡管蛋白質(zhì)的表達水平較信使RNA(mRNA)更能準確地反映出生物體表型的異常，常規(guī)樣品如組織或體液中蛋白標志物的豐度一般都非常低，加上尚未找到類似于核酸聚合鏈反應(yīng)(PCR)的蛋白質(zhì)擴增方法，發(fā)展蛋白質(zhì)的超高靈敏檢測技術(shù)成為生物標志物得以實際應(yīng)用的基

2、礎(chǔ)。單分子檢測是生物檢測技術(shù)的最高極限，我們擬結(jié)合單分子流式檢測技術(shù)和微珠免疫分析方法創(chuàng)建超高靈敏蛋白質(zhì)免疫化學(xué)分析平臺，為實現(xiàn)疾病的早期診斷創(chuàng)造必要條件。本論文的工作是以目前應(yīng)用于單個DNA分子片斷長度測定的流式細胞儀為模板研制單分子檢測水平的流式檢測儀，為超高靈敏蛋白質(zhì)免疫化學(xué)分析平臺的建立提供硬件支持。 本論文共由三章組成： 第一章為文獻綜述，主要介紹單分子檢測的常用技術(shù)、單分子熒光檢測的原理、單分子熒光檢測技術(shù)的

3、關(guān)鍵問題以及單分子檢測的應(yīng)用。在本章最后介紹了本論文的研究目的、意義和主要內(nèi)容。 第二章為單分子流式檢測儀的研制，主要內(nèi)容包括：1)研制儀器所需主要零部件的選購與功能介紹；2)儀器光路系統(tǒng)、液流系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)的設(shè)計；3)進樣器和特殊安裝部件的設(shè)計與加工；4)儀器在AutoCAD軟件中的模擬搭建，確定各個光學(xué)元件之間的相對位置以及光學(xué)中心的高度；5)信號采集和數(shù)據(jù)處理軟件的介紹，為后續(xù)的儀器操作及調(diào)試工作提供保障：6)根據(jù)各個系統(tǒng)

4、的設(shè)計與模擬完成單分子流式檢測儀的組裝。 第三章為單分子流式檢測儀的調(diào)試與性能分析。儀器的調(diào)試工作，主要包括光路校準、流速調(diào)節(jié)以及數(shù)據(jù)采集參數(shù)的優(yōu)化。對儀器的性能進行了考察，實驗結(jié)果表明自行研制的單分子流式檢測儀達到了單分子水平的檢測，具有良好的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性，而且能夠分辨不同大小的DNA片斷，即具有較好的分辨率。 本工作的主要創(chuàng)新點： (1)結(jié)合激光誘導(dǎo)熒光和流體聚焦技術(shù)，研制出一臺單分子流式檢測儀，成功地實現(xiàn)

5、對單個DNA片斷和單個藻紅蛋白的檢測。 (2)單分子流式檢測儀成功地應(yīng)用于DNA片斷長度的測定，與凝膠電泳分離相比，分析速度和靈敏度分別提高一百和十萬倍。 (3)與單分子熒光顯微術(shù)相比，流式分析將固定的標本臺改為流動的單分子懸液，大大提高了檢測速度與統(tǒng)計精確性，更加適合生物樣品的快速、超高靈敏分析。 單分子流式檢測儀除了可以應(yīng)用于蛋白質(zhì)的超高靈敏檢測和DNA片斷長度的測定，還可以對單個病毒、細菌、亞細胞器、細胞等