现代生物技术

1、现代生物技术研究背景实验材料试验方法结论实验目的与原理阿尔茨海默病 阿尔茨海默病（AD）是一种起病隐匿的进行性发展的神经系统退行性疾病。临床上以记忆障碍、失语、失用、失认、视空间技能损害、执行功能障碍以及人格和行为改变等全面性痴呆表现为特征。65岁以前发病者，称早老性痴呆；65岁以后发病者称老年痴呆。文献研究背景每年都有数百万人患阿尔茨海默病，预计2050年每85人就有一人患此病。可是，目前还没有发现有效治愈或抑制阿尔茨海默病的方法。 阿尔茨海默病现状阿尔茨海默病的病因 淀粉样变产生的不溶性纤维蛋白聚合物（淀粉样蛋白）在大脑中沉积形成斑块“老年斑”， 还形成有毒的可溶性的低聚物， 对神经细胞有

2、毒害作用。实验目的开创一种快速有效经济检测AD的方法，以便能更好的分析病情实验试剂 氧化石墨烯（GO）白藜芦醇(Res) 淀粉样蛋白(A)实验原理 淀粉样蛋白 AD白藜芦醇是一种具有荧光的天然物质，与氧化石墨烯形成复合物之后，白藜芦醇的荧光被淬灭。这种复合物能够准确的识别淀粉样蛋白的单体和多聚体，并且使白藜芦醇的荧光回复。这样就可以通过荧光的有无来检测淀粉样蛋白。实验原理氧化石墨烯白藜芦醇-淀粉样蛋白氧化石墨烯的结构氧化石墨烯(graphene oxide )是石墨烯的氧化物，是单一的原子层，可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米。氧化石墨仍保持石墨的层状结构，但在每一层的石墨烯单片上引入了许多氧

3、基功能团。结构模型是在氧化石墨烯单片上随机分布着羟基和环氧基，而在单片的边缘则引入了羧基和羰基。氧化石墨烯的结构及优点良好的光学性质：石墨烯氧化物由于原子结构和电子结构的不均一行，可以再从紫外到近红外的区域发出荧光。用作荧光淬灭剂。可溶性：氧化石墨烯实际上具有两亲性，从石墨烯薄片边缘到中央呈现亲水至疏水的性质分布。低毒便宜氧化石墨烯的优点白藜芦醇是多酚类化合物，主要来源于葡萄（红葡萄酒）、虎杖、花生、桑椹等植物。白藜芦醇无味、白色晶体（甲醇）；难溶于水，易溶于乙醇等有机溶剂。熔点253-255，261即升华。在紫外光照射下能产生荧光具有神经保护功能能够特异性结合淀粉样蛋白稳定性较差-现配现用白

4、藜芦醇 淀粉样蛋白( amyloid-，A) 是由淀粉样前体蛋白( amyloid precursor protein，APP) 经 -和 -分泌酶的蛋白水解作用而产生的含有 3943 个氨基酸的多肽。由细胞分泌，在细胞基质沉淀聚积后具有很强的神经毒性作用。A 的神经毒性作用在阿尔茨海默病的病程进展中发挥着主要作用。淀粉样蛋白沉积状态（脑内的老年斑）的 A 对神经元有毒性作用，引起与阿尔茨海默病的病理变化神经突退缩和神经元变性溶解状态的 A 在短时间内可促使某些神经突生长，提高神经元的存活率。可溶性的A也具有神经毒性，不同种类的神经元可能对不同形式的A敏感。而可溶性A与A聚合物可能在AD进展的

5、不同时期起作用，从而导致临床表现的多样性和进行性。淀粉样蛋白检测氧化石墨烯对白藜芦醇的荧光淬灭效应证明Res和GO结合其它蛋白质、离子对检测结果的影响检测ResGO对单体和多聚体A40/A42的识别作用脑部荧光显像检测限实验步骤检测氧化石墨烯对白藜芦醇的荧光淬灭与恢复a: 向白藜芦醇(Res,20 M)中加入氧化石墨烯 (GO, 050 g/mL),荧光变化。b: 向ResGO中A42 (0200M)，荧光变化。 环境：磷酸盐缓冲液中(0.2 M, pH 7.4)紫外灯照射下（I） ResGO几乎没有荧光 (II) 加入A42后荧光恢复（只需3min快速！） 证明Res和GO结合每个物质都有其

6、特定的吸收峰氧化石墨烯：230nm白藜芦醇：210nm、330nm ResGO：250nm、300nm紫外吸收光谱Res和Go通过键结合吸收峰改变原子力显微镜下不同阶段直观图其它蛋白质、离子对检测结果的影响 当ResGO遇到A42 (200 M)和核糖核酸酶A、溶酶体、胃蛋白酶、细胞色素C、生理缓冲液中各种离子时的荧光变化。可以说明其它蛋白、离子对实验结果并没有干扰作用，ResGO与A42的结合具有特异性 。检测ResGO分别对A40、A42的单体与多聚体的识别作用上图说明：A40、A42的单体与多聚体都可以被ResGO特异性识别。患AD病小鼠脑部荧光显像b与c叠加后重合度显示图上图直观表明本研究方法与传统检测方法检测到物质相同，此方法是准确的被测物的检测限横坐标表示检测物浓度，纵坐标表示荧光吸收值a：A40单体 b：A40多聚体 c：A42单体d：A42多聚体由上图可推出其检出限分别为277、219、270、120nM实验方法的优点1.省