研究目的
开发一种简单、快速且高灵敏度的荧光传感平台,利用超薄Ti3C2纳米片检测人乳头瘤病毒(HPV)感染,特别是对HPV-18具有高灵敏度和特异性的检测。
研究成果
该研究利用Ti3C2纳米片成功开发出一种高灵敏度、高特异性的HPV-18荧光生物传感器,检测限低至100 pM。该方法快速简便,适用于临床样本,展示了MXenes材料在生物传感领域的潜力。未来工作可探索其对其他分析物的更广泛应用,并进一步优化以实现临床诊断应用。
研究不足
该研究可能在针对更广泛HPV类型或其他病原体的特异性、未充分测试的复杂生物基质的潜在干扰,以及需要PCR扩增(这增加了步骤和时间)方面存在局限性。未来改进方向可能是优化无需扩增即可实时应用于临床场景的技术。
1:实验设计与方法选择:
本研究基于Ti3C2纳米片对单链DNA和双链DNA的不同亲和力,采用荧光"关-开"策略,并结合核酸外切酶III(Exo III)进行信号放大。该方法涉及DNA杂交及荧光淬灭/恢复机制。
2:样本选择与数据来源:
寡核苷酸由生工生物工程股份有限公司合成纯化。真实HPV-18 DNA样本从妇女健康中心提供的宫颈刮片中提取,采用PCR技术扩增DNA提取物。
3:实验设备与材料清单:
设备包括扫描电镜(Quanta SEM FEI)、透射电镜(FEI Tecnai T20)、X射线衍射仪(Philips X0 Pert Super)、原子力显微镜(Multimod 8, Bruker)、荧光分光光度计(Shimadzu RF-6000)、时间分辨荧光系统(PTI QuantaMaster 400)及PCR仪(TC-96/G/H(b)B, Bioer Technology)。材料包含Ti3AlC2粉末、氢氟酸溶液、二甲基亚砜、Tris-HCl缓冲液、核酸外切酶III及FAM标记的单链DNA探针。
4:0)、X射线衍射仪(Philips X0 Pert Super)、原子力显微镜(Multimod 8, Bruker)、荧光分光光度计(Shimadzu RF-6000)、时间分辨荧光系统(PTI QuantaMaster 400)及PCR仪(TC-96/G/H(b)B, Bioer Technology)。材料包含Ti3AlC2粉末、氢氟酸溶液、二甲基亚砜、Tris-HCl缓冲液、核酸外切酶III及FAM标记的单链DNA探针。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:通过氢氟酸刻蚀Ti3AlC2制备Ti3C2纳米片,经二甲基亚砜插层和超声处理。DNA检测时,将探针DNA与目标DNA混合孵育后加入Ti3C2纳米片并测量荧光;放大策略中需先加入核酸外切酶III孵育再测量。实际样本分析包括临床样本的PCR扩增、变性、冷却及相似的荧光测量步骤。
5:数据分析方法:
在520 nm波长处测定荧光强度。采用修正线性方程分析数据,检测限根据信噪比(3S/N)计算。通过比较荧光增量评估特异性和干扰因素。
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