納米材料在DNA生物傳感器中的應(yīng)用研究.pdf

1、生物體內(nèi)痕量活性物質(zhì)的分析和檢測(cè)是了解生物分子的結(jié)構(gòu)和功能,獲取生命過(guò)程中的化學(xué)生物信息,闡釋生命活動(dòng)機(jī)理以及對(duì)疾病的診斷和治療提供依據(jù)的最重要手段?，F(xiàn)階段的生命科學(xué)研究已經(jīng)全面進(jìn)入到了單分子,單細(xì)胞水平的研究。傳統(tǒng)的生物分析方法已經(jīng)不能夠滿足分子生物學(xué)的發(fā)展要求。納米技術(shù)為生物學(xué)研究提供了新的研究手段。納米探針具有高選擇性、高靈敏度、快速,簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。本論文基于金納米粒子和氧化石墨烯,建立了不同的生物傳感器,為研究DNA與DNA之間,

2、DNA與金屬離子之間的相互作用提供了依據(jù)。論文共分5章,具體內(nèi)容如下:
　　 1.概括了納米材料的特點(diǎn),綜述了金納米粒子和氧化石墨烯在生物分析中的應(yīng)用,簡(jiǎn)述了本論文的研究?jī)?nèi)容和研究意義。
　　 2.基于金納米粒子建立了一種檢測(cè)銀離子的局域表面等離子體共振光散射方法。根據(jù)Ag+能特異性的識(shí)別DNA中的C-C堿基錯(cuò)配,使本來(lái)吸附在金納米粒子上的單鏈DNA形成雙螺旋并從金納米粒子表面脫附,降低了金納米粒子的抗鹽能力,從而誘導(dǎo)金

3、納米粒子的聚集。研究這個(gè)過(guò)程體系局域表面等離子體共振光散射強(qiáng)度的變化,表面等離子體吸收光譜的變化,溶液顏色的變化,并通過(guò)透射電鏡和融鏈溫度來(lái)驗(yàn)證金納米粒子的聚集和DNA的雜交過(guò)程。在最佳實(shí)驗(yàn)條件下,體系局部表面等離子體共振光散射的強(qiáng)度在Ag+濃度為0.13～1.12 mmol/L范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系,方法的檢出限為62.0nmol/L,并對(duì)合成水樣和無(wú)鉛焊錫絲中的Ag+進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果令人滿意。
　　 3.合成了氧化石墨烯,并對(duì)

4、合成的氧化石墨烯通過(guò)掃描電鏡分析,X射線粉末衍射分析,紅外光譜分析,紫外可見光譜分析,拉曼光譜分析等手段進(jìn)行了表征。根據(jù)單鏈DNA能吸附在氧化石墨烯上,并且氧化石墨烯能淬滅標(biāo)記在單鏈DNA上熒光分子的熒光,Ag+能特異性的識(shí)別DNA中的C-C堿基錯(cuò)配,使單鏈DNA形成雙螺旋從氧化石墨烯上脫附,熒光分子熒光得到恢復(fù)這一原理,基于氧化石墨烯建立了一種檢測(cè)Ag+的熒光納米探針法。研究了體系熒光光譜和圓二色譜的特征。在最佳實(shí)驗(yàn)條件下,體系熒光強(qiáng)

5、度的變化與Ag+的濃度在30.0～250.0 nmol/L之間呈良好的線性關(guān)系,方法的檢出限為19.1 nmol/L,并對(duì)環(huán)境水樣中的Ag+進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果令人滿意。
　　 4.根據(jù)單鏈DNA能吸附在氧化石墨烯上,并且氧化石墨烯能淬滅標(biāo)記在單鏈DNA上熒光分子的熒光,當(dāng)單鏈DNA形成三螺旋后,會(huì)從氧化石墨烯上脫附,熒光分子熒光得到恢復(fù)這一原理,基于氧化石墨烯建立了一種檢測(cè)特定序列雙鏈DNA的熒光納米探針法。以猿猴病毒SV40大T抗

6、原gp6段堿基序號(hào)為4424-4440的一段同聚嘧啶-同聚嘌呤序列為目標(biāo)DNA,用FAM分子標(biāo)記的單螺旋DNA為探針時(shí),在最佳實(shí)驗(yàn)條件下,熒光增強(qiáng)的強(qiáng)度與DNA的濃度在40.0～260.0 nmol/L之間呈良好的線性關(guān)系,方法的檢出限為14.3nmol/L。用TAMRA分子標(biāo)記的單螺旋DNA作為探針時(shí),在最佳實(shí)驗(yàn)條件下,熒光增強(qiáng)的強(qiáng)度與DNA的濃度在20.0～300.0 nmol/L之間呈良好的線性關(guān)系,方法的檢出限為16.9 nmo

7、l/L。方法對(duì)特定雙螺旋DNA具有良好的選擇性。
　　 5.根據(jù)單鏈DNA能吸附在氧化石墨烯上,并且氧化石墨烯能淬滅標(biāo)記在單鏈DNA上熒光分子的熒光,Pb2+會(huì)誘導(dǎo)含多鳥嘌呤堿基的單鏈DNA形成四螺旋從氧化石墨烯上脫附,熒光分子熒光得到恢復(fù)這一原理,基于氧化石墨烯建立了一種檢測(cè)Pb2+的熒光納米探針法。研究了體系熒光光譜和圓二色譜的特征。在最佳實(shí)驗(yàn)條件下,體系熒光強(qiáng)度的變化與Pb2+的濃度在5.0～60.0nmol/L之間呈良好