使用β淀粉样蛋白靶向量子点增强阿尔茨海默病的检测特异性和灵敏度
阿尔茨海默症（AD）的诊断通常使用硫代硫磺素及其他产生物衍生物对与AD有关的β-淀粉状蛋白（Aβ）进行检测。然而，硫代硫黄素探针存在许多弱点，如光稳定性差，发射强度弱，以及高发射与背景组织自体荧光重叠等，严重影响了硫代硫磺素的应用，为了克服这些限制，我们开发了纳米探针，即发红色光的量子点（QD）聚乙二醇PEG修饰后再接上靶向分子苯并三唑（BTA）得到（QD-PEG-BTA），然后自组装成纳米探针。强烈的红色荧光，及大大减少了背景信号的干扰，QD-PEG-BTA与β-淀粉状蛋白的特异性结合功能相比，硫代硫磺素提高了4个数量级的检测灵敏度。这项研究打开了量子点在AD检测方向应用的大门。关键词阿尔茨海默症；量子点；圆二色光谱；QD-PEG-BTA；
目录
1 绪论 1
1. 1 阿尔兹海默症概述 2
1. 2 阿尔兹海默症的发病原因 2
1.2.1家族史 2
1.2.2躯体疾病 3
1.2.3头部受伤 3
1.2.4其他 3
1. 3 阿尔兹海默症的两大患症机理概述 3
1.3.1 β淀粉样蛋白毒性机制 3
1.3.2.1 Tau蛋白异常磷酸化。 5
1.3.2.2 Tau蛋白异常糖基化 6
1. 4 淀粉样蛋白纤维的检测 7
1.4.1 圆二色光谱法 7
1.4.2 荧光光谱法 8
1. 5 本论文的研究内容及技术路线 8
2 实验 9
2. 1 实验试剂 9
2. 2 实验仪器 10
2. 3 实验步骤 10
2.3.1 4（2羟乙基氨基）苯甲醛的合成 12
2.3.2 2（4（6甲氧基苯并[d]噻唑2基）苯基氨基）乙醇（2，BTA）的合成 13
2.3.3 4（2（4（6甲氧基苯并[d]噻唑2基）苯基氨基）乙氧基）4氧代丁酸（3，BTACOOH）的合成 13
2.3.4 BTAPEG的合成 13
2.3.5 QDPEGBTA的合成 13
2.3.6 QDPEGBTA与淀粉样原纤维的结合 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
14
2.3.7 人造脑脊液中QDPEGBTA与淀粉样纤维的结合 14
2.3.8 脑组织染色 14
2. 4 结果与讨论 14
2. 5 展望 18
致谢 20
参考文献 21
绪论
阿尔兹海默症概述
阿尔茨海默症（Alzheimer disease，AD），又称老年性痴呆，是一种中枢神经系统疾病，发病初期很被难察觉，病情加重缓慢，一旦被诊断就很可能就是晚期。阿尔兹海默症患者功能障碍主要是认知功能障碍、渐行性记忆障碍、人格改变及语言障碍等神经精神病状，严重影响其工作、社交与生活。
阿尔兹海默症从发病初期到末期总共分为三个阶段：第一个阶段是健忘期，第二个阶段是混乱期最后一个阶段是极度痴呆期。第一阶段（健忘期）的发病症状是记忆力衰减，在这个时期的病人会经常忘记说过的话和做过的事等，甚至会忘记过去所做过的事。在这个时期，大脑的各项思维能力都会有所降低，但是还不至于能够影响生活和工作。第二阶段（混乱期），第二阶段的病人的病症会比第一阶段病人的病症要加重，主要是空间辨别能力下降的很快，走在外面会经常迷路，渐渐的生活开始不能自理，会忘记自己所认识的人，名字也会忘记，嘴里会一直喊一些其他人的名字。第三阶段（极度痴呆期）的病人的大脑就会全面退化，不能够自己生活，大小便失禁，做什么事都要别人的帮助。在精神方面也很差，时不时会出现抑郁、冷漠、焦躁、精神病伴偏狂、自言自语、妄想、失眠等症状。
根据最近的研究人员研究发现，在2018年全世界诊断出老年痴呆的患者约有800万例，时间每经过5秒就会出现一个老年痴呆症的病人。预计到2040年，全世界患有老年痴呆的人数便会翻三倍。中国的趋势越发的严重，1995年我国60岁以上人口已达0.7亿，并且数量年年增长，估计21世纪老年痴呆症的人数会达到3.5亿[1]。AD的患病人数也逐年递增，据一些统计部门调查研究，我国AD患者总人数已经超过800万，大概到2040年患病人口将超过2500万，我国也将成为世界上AD患病人口最多、增长速度最快的地区。
阿尔兹海默症的发病原因
我们目前还不能确定阿尔兹海默症的主要发病原因，还在处不懈的努力研究阶段。AD是一种脑变性疾病，患者智力下降和思想模糊的主要原因是神经系统受到伤害，一般在环境、心理、遗传等因素的作用下发病[2]。根据目前研究结果，可能引发这一疾病的诱发因素可达35多种，其中包括教育水平低、遗传、头部创伤、病毒感染、甲状腺疾病等等。
1.2.1 家族史
一方面，一般家族中有AD患者，那么后代患AD的可能性就会大大增加。这就说明了具有AD家族史是患AD的重要影响因素。另一方面，如果患者先天性痴呆愚钝，那么在年老时就很容易患上AD。我们通过临床上分子生物学研究发现，常染色体显性基因可能导致AD，因为AD患者的病理基因主要定位在21对染色体上，这样就又进一步确定与遗传有着显著的关系[3]。
1.2.2 躯体疾病
癫痫、甲状腺以及免疫疾病均会提高AD的患病几率。甲状腺疾病主要危害就是使得患者甲状腺功能退化。在相关的研究中发现具有抑郁病病史的患者，尤其是老年患者，AD的发病率会普遍增高。重金属盐等化学物质也是会增加AD患病的可能性，其中铝的作用是最明显的。在动物实验的研究中发现，铝盐对学习以及记忆力均具有一定的影响作用，可能是由于体内积累过多的铝或硅等神经毒素，从而加速了衰老的速度[4]。
1.2.3 头部受伤
头部受伤或者脑部手术后的后遗症都会造成患者意识的障碍，也会增加患 AD 的可能性。
1.2.4 其他
机体解毒功能降低、免疫系统功能的障碍、经济困难、丧偶以及独居等等都是增加AD患病的可能性的因素。
阿尔兹海默症的两大患症机理概述
1.3.1 β淀粉样蛋白毒性机制
β淀粉样蛋白（amyloid βprotein，Aβ）的分子量很大，大约是4kDa，它是由氨基酸短肽组成的，大概是40个短肽左右，β淀粉样前体蛋白(βamyloid precursor protein,APP)水解生成了β淀粉样蛋白，细胞会进行分泌作用，如果细胞基质发生沉淀聚积，那么它就会产生很强的毒性[5]。
目录
1 绪论 1
1. 1 阿尔兹海默症概述 2
1. 2 阿尔兹海默症的发病原因 2
1.2.1家族史 2
1.2.2躯体疾病 3
1.2.3头部受伤 3
1.2.4其他 3
1. 3 阿尔兹海默症的两大患症机理概述 3
1.3.1 β淀粉样蛋白毒性机制 3
1.3.2.1 Tau蛋白异常磷酸化。 5
1.3.2.2 Tau蛋白异常糖基化 6
1. 4 淀粉样蛋白纤维的检测 7
1.4.1 圆二色光谱法 7
1.4.2 荧光光谱法 8
1. 5 本论文的研究内容及技术路线 8
2 实验 9
2. 1 实验试剂 9
2. 2 实验仪器 10
2. 3 实验步骤 10
2.3.1 4（2羟乙基氨基）苯甲醛的合成 12
2.3.2 2（4（6甲氧基苯并[d]噻唑2基）苯基氨基）乙醇（2，BTA）的合成 13
2.3.3 4（2（4（6甲氧基苯并[d]噻唑2基）苯基氨基）乙氧基）4氧代丁酸（3，BTACOOH）的合成 13
2.3.4 BTAPEG的合成 13
2.3.5 QDPEGBTA的合成 13
2.3.6 QDPEGBTA与淀粉样原纤维的结合 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
14
2.3.7 人造脑脊液中QDPEGBTA与淀粉样纤维的结合 14
2.3.8 脑组织染色 14
2. 4 结果与讨论 14
2. 5 展望 18
致谢 20
参考文献 21
绪论
阿尔兹海默症概述
阿尔茨海默症（Alzheimer disease，AD），又称老年性痴呆，是一种中枢神经系统疾病，发病初期很被难察觉，病情加重缓慢，一旦被诊断就很可能就是晚期。阿尔兹海默症患者功能障碍主要是认知功能障碍、渐行性记忆障碍、人格改变及语言障碍等神经精神病状，严重影响其工作、社交与生活。
阿尔兹海默症从发病初期到末期总共分为三个阶段：第一个阶段是健忘期，第二个阶段是混乱期最后一个阶段是极度痴呆期。第一阶段（健忘期）的发病症状是记忆力衰减，在这个时期的病人会经常忘记说过的话和做过的事等，甚至会忘记过去所做过的事。在这个时期，大脑的各项思维能力都会有所降低，但是还不至于能够影响生活和工作。第二阶段（混乱期），第二阶段的病人的病症会比第一阶段病人的病症要加重，主要是空间辨别能力下降的很快，走在外面会经常迷路，渐渐的生活开始不能自理，会忘记自己所认识的人，名字也会忘记，嘴里会一直喊一些其他人的名字。第三阶段（极度痴呆期）的病人的大脑就会全面退化，不能够自己生活，大小便失禁，做什么事都要别人的帮助。在精神方面也很差，时不时会出现抑郁、冷漠、焦躁、精神病伴偏狂、自言自语、妄想、失眠等症状。
根据最近的研究人员研究发现，在2018年全世界诊断出老年痴呆的患者约有800万例，时间每经过5秒就会出现一个老年痴呆症的病人。预计到2040年，全世界患有老年痴呆的人数便会翻三倍。中国的趋势越发的严重，1995年我国60岁以上人口已达0.7亿，并且数量年年增长，估计21世纪老年痴呆症的人数会达到3.5亿[1]。AD的患病人数也逐年递增，据一些统计部门调查研究，我国AD患者总人数已经超过800万，大概到2040年患病人口将超过2500万，我国也将成为世界上AD患病人口最多、增长速度最快的地区。
阿尔兹海默症的发病原因
我们目前还不能确定阿尔兹海默症的主要发病原因，还在处不懈的努力研究阶段。AD是一种脑变性疾病，患者智力下降和思想模糊的主要原因是神经系统受到伤害，一般在环境、心理、遗传等因素的作用下发病[2]。根据目前研究结果，可能引发这一疾病的诱发因素可达35多种，其中包括教育水平低、遗传、头部创伤、病毒感染、甲状腺疾病等等。
1.2.1 家族史
一方面，一般家族中有AD患者，那么后代患AD的可能性就会大大增加。这就说明了具有AD家族史是患AD的重要影响因素。另一方面，如果患者先天性痴呆愚钝，那么在年老时就很容易患上AD。我们通过临床上分子生物学研究发现，常染色体显性基因可能导致AD，因为AD患者的病理基因主要定位在21对染色体上，这样就又进一步确定与遗传有着显著的关系[3]。
1.2.2 躯体疾病
癫痫、甲状腺以及免疫疾病均会提高AD的患病几率。甲状腺疾病主要危害就是使得患者甲状腺功能退化。在相关的研究中发现具有抑郁病病史的患者，尤其是老年患者，AD的发病率会普遍增高。重金属盐等化学物质也是会增加AD患病的可能性，其中铝的作用是最明显的。在动物实验的研究中发现，铝盐对学习以及记忆力均具有一定的影响作用，可能是由于体内积累过多的铝或硅等神经毒素，从而加速了衰老的速度[4]。
1.2.3 头部受伤
头部受伤或者脑部手术后的后遗症都会造成患者意识的障碍，也会增加患 AD 的可能性。
1.2.4 其他
机体解毒功能降低、免疫系统功能的障碍、经济困难、丧偶以及独居等等都是增加AD患病的可能性的因素。
阿尔兹海默症的两大患症机理概述
1.3.1 β淀粉样蛋白毒性机制
β淀粉样蛋白（amyloid βprotein，Aβ）的分子量很大，大约是4kDa，它是由氨基酸短肽组成的，大概是40个短肽左右，β淀粉样前体蛋白(βamyloid precursor protein,APP)水解生成了β淀粉样蛋白，细胞会进行分泌作用，如果细胞基质发生沉淀聚积，那么它就会产生很强的毒性[5]。
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