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近年来,各种病原微生物引发的感染性疾病严重危害着人类的身体健康,这在医疗条件相对落后的第三世界国家尤为严重。从2003年的SARS疫情到猪链球菌感染人类事件、禽流感疫情和牛炭疽病感染人类事件,以及最近的埃博拉疫情和寨卡病毒疫情,无不引发全球恐慌,同时也给局部地区带来了非常大的灾难。世界卫生组织宣布,近30年来发现新的病原体共29种。另外,常见的一些致病微生物对人类的威胁不但没有被消除,反而还出现了耐药性菌株。这一系列严峻的事实对病原微生物的快速检测和诊断手段提出了更高的要求。同时,对病原微生物的快速明确诊断,特别是在医疗条件相对落后的地区,也是做好积极防控工作以及合理用药的前提。因此,研究病原微生物的检测技术,开发出快速准确的诊断方法,对感染性疾病的防控具有非常重要意义。 本论文工作主要借助近年来快速发展的纳米生物学技术,开发和发展了以流感病毒为模式病原的快速分析检测和诊断病原微生物的方法。 工作主要分为以下两个部分: (一)以流感病毒表面凝集素蛋白HA与唾液酸寡糖的特异性相互作用为理论依据,以光学性质较好的金纳米颗粒为载体,制备了7种糖基化的金纳米颗粒,并构建了快速检测和区分不同亚型流感病毒的条件和方法。该方法不依赖于抗体等生物制品且操作简单,可通过肉眼直接进行可视化的检测。利用该方法首先快速准确地分析了8种不同亚型流感病毒的HA蛋白的受体特异性,然后将其应用于14种流感全病毒的检测应用中,包括目前正在流行的A型流感病毒(人流感病毒和禽流感病毒)、B型流感病毒,并能将它们与人类呼吸道合胞病毒加以区分。该技术具有发展成为便携式流感病毒检测和监测仪器的潜力,为发展流感病毒的快速临床诊断方法提供了理论基础。 (二)制备了唾液酸寡糖修饰的铂纳米颗粒。由于铂纳米颗粒具有优良的催化性质,该糖基化铂纳米颗粒可以直接用于ELISA实验中流感病毒的检测,避免了抗体的使用。首先确定了铂纳米颗粒的大小与形状,分析了糖基化铂纳米颗粒的组成成分。然后评估和比较了铂纳米颗粒与传统的辣根过氧化物酶对底物的催化能力,与底物的亲和力强弱。最后与传统的ELISA方法就对流感病毒检测的灵敏度进行了比较。与传统的ELISA方法相比,该方法操作简单,用时短,灵敏度相当,结果稳定可靠。此外,铂纳米粒子易于制备,并且稳定不变性。因此,本方法克服了很多传统方法的缺点,在病原微生物检测中具有潜在的推广价值。 本论文研究和发展的两种病原微生物分析检测方法都是借助于纳米生物学技术,利用糖纳米技术的优点克服传统方法中存在的缺陷。使得原本昂贵、繁琐、不稳定、耗时的检测变得廉价、简单、可靠、快速。本研究表明,利用糖纳米生物学技术开发的针对流感病毒快速分析诊断技术可以避免生物试剂的使用且不依赖于昂贵的检出仪器,实现对流感病毒的快速分析检测。