現(xiàn)代生物技術(shù)

1、現(xiàn)代生物技術(shù)研究背景實(shí)驗(yàn)材料試驗(yàn)方法結(jié)論實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c原理阿爾茨海默病 阿爾茨海默?。ˋD）是一種起病隱匿的進(jìn)行性發(fā)展的神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病。臨床上以記憶障礙、失語(yǔ)、失用、失認(rèn)、視空間技能損害、執(zhí)行功能障礙以及人格和行為改變等全面性癡呆表現(xiàn)為特征。65歲以前發(fā)病者，稱早老性癡呆；65歲以后發(fā)病者稱老年癡呆。文獻(xiàn)研究背景每年都有數(shù)百萬(wàn)人患阿爾茨海默病，預(yù)計(jì)2050年每85人就有一人患此病?？墒牵壳斑€沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有效治愈或抑制阿爾茨海默病的方法。 阿爾茨海默病現(xiàn)狀阿爾茨海默病的病因 淀粉樣變產(chǎn)生的不溶性纖維蛋白聚合物（淀粉樣蛋白）在大腦中沉積形成斑塊“老年斑”， 還形成有毒的可溶性的低聚物， 對(duì)神經(jīng)細(xì)胞有

2、毒害作用。實(shí)驗(yàn)?zāi)康拈_創(chuàng)一種快速有效經(jīng)濟(jì)檢測(cè)AD的方法，以便能更好的分析病情實(shí)驗(yàn)試劑 氧化石墨烯（GO）白藜蘆醇(Res) 淀粉樣蛋白(A)實(shí)驗(yàn)原理 淀粉樣蛋白 AD白藜蘆醇是一種具有熒光的天然物質(zhì)，與氧化石墨烯形成復(fù)合物之后，白藜蘆醇的熒光被淬滅。這種復(fù)合物能夠準(zhǔn)確的識(shí)別淀粉樣蛋白的單體和多聚體，并且使白藜蘆醇的熒光回復(fù)。這樣就可以通過(guò)熒光的有無(wú)來(lái)檢測(cè)淀粉樣蛋白。實(shí)驗(yàn)原理氧化石墨烯白藜蘆醇-淀粉樣蛋白氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)氧化石墨烯(graphene oxide )是石墨烯的氧化物，是單一的原子層，可以隨時(shí)在橫向尺寸上擴(kuò)展到數(shù)十微米。氧化石墨仍保持石墨的層狀結(jié)構(gòu)，但在每一層的石墨烯單片上引入了許多氧

3、基功能團(tuán)。結(jié)構(gòu)模型是在氧化石墨烯單片上隨機(jī)分布著羥基和環(huán)氧基，而在單片的邊緣則引入了羧基和羰基。氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)及優(yōu)點(diǎn)良好的光學(xué)性質(zhì)：石墨烯氧化物由于原子結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)的不均一行，可以再?gòu)淖贤獾浇t外的區(qū)域發(fā)出熒光。用作熒光淬滅劑?？扇苄裕貉趸?shí)際上具有兩親性，從石墨烯薄片邊緣到中央呈現(xiàn)親水至疏水的性質(zhì)分布。低毒便宜氧化石墨烯的優(yōu)點(diǎn)白藜蘆醇是多酚類化合物，主要來(lái)源于葡萄（紅葡萄酒）、虎杖、花生、桑椹等植物。白藜蘆醇無(wú)味、白色晶體（甲醇）；難溶于水，易溶于乙醇等有機(jī)溶劑。熔點(diǎn)253-255，261即升華。在紫外光照射下能產(chǎn)生熒光具有神經(jīng)保護(hù)功能能夠特異性結(jié)合淀粉樣蛋白穩(wěn)定性較差-現(xiàn)配現(xiàn)用白

4、藜蘆醇 淀粉樣蛋白( amyloid-，A) 是由淀粉樣前體蛋白( amyloid precursor protein，APP) 經(jīng) -和 -分泌酶的蛋白水解作用而產(chǎn)生的含有 3943 個(gè)氨基酸的多肽。由細(xì)胞分泌，在細(xì)胞基質(zhì)沉淀聚積后具有很強(qiáng)的神經(jīng)毒性作用。A 的神經(jīng)毒性作用在阿爾茨海默病的病程進(jìn)展中發(fā)揮著主要作用。淀粉樣蛋白沉積狀態(tài)（腦內(nèi)的老年斑）的 A 對(duì)神經(jīng)元有毒性作用，引起與阿爾茨海默病的病理變化神經(jīng)突退縮和神經(jīng)元變性溶解狀態(tài)的 A 在短時(shí)間內(nèi)可促使某些神經(jīng)突生長(zhǎng)，提高神經(jīng)元的存活率。可溶性的A也具有神經(jīng)毒性，不同種類的神經(jīng)元可能對(duì)不同形式的A敏感。而可溶性A與A聚合物可能在AD進(jìn)展的

5、不同時(shí)期起作用，從而導(dǎo)致臨床表現(xiàn)的多樣性和進(jìn)行性。淀粉樣蛋白檢測(cè)氧化石墨烯對(duì)白藜蘆醇的熒光淬滅效應(yīng)證明Res和GO結(jié)合其它蛋白質(zhì)、離子對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響檢測(cè)ResGO對(duì)單體和多聚體A40/A42的識(shí)別作用腦部熒光顯像檢測(cè)限實(shí)驗(yàn)步驟檢測(cè)氧化石墨烯對(duì)白藜蘆醇的熒光淬滅與恢復(fù)a: 向白藜蘆醇(Res,20 M)中加入氧化石墨烯 (GO, 050 g/mL),熒光變化。b: 向ResGO中A42 (0200M)，熒光變化。 環(huán)境：磷酸鹽緩沖液中(0.2 M, pH 7.4)紫外燈照射下（I） ResGO幾乎沒(méi)有熒光 (II) 加入A42后熒光恢復(fù)（只需3min快速?。?證明Res和GO結(jié)合每個(gè)物質(zhì)都有其

6、特定的吸收峰氧化石墨烯：230nm白藜蘆醇：210nm、330nm ResGO：250nm、300nm紫外吸收光譜Res和Go通過(guò)鍵結(jié)合吸收峰改變?cè)恿︼@微鏡下不同階段直觀圖其它蛋白質(zhì)、離子對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響 當(dāng)ResGO遇到A42 (200 M)和核糖核酸酶A、溶酶體、胃蛋白酶、細(xì)胞色素C、生理緩沖液中各種離子時(shí)的熒光變化。可以說(shuō)明其它蛋白、離子對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并沒(méi)有干擾作用，ResGO與A42的結(jié)合具有特異性 。檢測(cè)ResGO分別對(duì)A40、A42的單體與多聚體的識(shí)別作用上圖說(shuō)明：A40、A42的單體與多聚體都可以被ResGO特異性識(shí)別?；糀D病小鼠腦部熒光顯像b與c疊加后重合度顯示圖上圖直觀表明本研究方法與傳統(tǒng)檢測(cè)方法檢測(cè)到物質(zhì)相同，此方法是準(zhǔn)確的被測(cè)物的檢測(cè)限橫坐標(biāo)表示檢測(cè)物濃度，縱坐標(biāo)表示熒光吸收值a：A40單體 b：A40多聚體 c：A42單體d：A42多聚體由上圖可推出其檢出限分別為277、219、270、120nM實(shí)驗(yàn)方法的優(yōu)點(diǎn)1.省