本文選題：i-motif + DNA��； 參考：《南京大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：金納米粒子的局域表面等離子體共振(LSPR)散射效應(yīng)受其自身參數(shù)及外界環(huán)境影響。單個金納米粒子可以有效散射可見光且不發(fā)生光漂白,加上突出的生物兼容性和低細(xì)胞毒性等優(yōu)勢,在生物分析成像上具有極大的應(yīng)用前景。金納米團(tuán)簇中粒子耦合狀態(tài)改變引起的光學(xué)性質(zhì)變化可以作為研究微納區(qū)域化學(xué)過程的有力手段。pH是細(xì)胞行為的重要調(diào)節(jié)因素,細(xì)胞增殖、凋亡以及酶活性和蛋白質(zhì)降解等過程都與細(xì)胞內(nèi)pH變化密切相關(guān)。細(xì)胞內(nèi)pH的破壞性變化可能會導(dǎo)致細(xì)胞器功能障礙。因此,開發(fā)生命體系中微納尺度pH信號的獲取方法對于研究細(xì)胞代謝以及獲取生理病理過程關(guān)健信息意義重大。本論文旨在通過i-motif DNA與DNA的中性類似物嗎啉核酸(Morpholino,MO)在低鹽濃度下雜交組裝得到均一、穩(wěn)定的金納米團(tuán)簇,通過監(jiān)測單個金納米團(tuán)簇散射光譜的變化,構(gòu)建一種基于i-motif DNA分子構(gòu)象變化的微納區(qū)域pH信號分析方法。具體的實(shí)驗(yàn)分為兩個部分:1.基于i-motif DNA與MO雜交構(gòu)建Au雙粒子利用i-motif DNA與MO互補(bǔ)雜交構(gòu)建40 nm Au雙粒子。將i-motif DNA和MO分別修飾到40 nm AuNPs表面,隨后將兩種功能化的AuNPs按照1:1的摩爾比混合組裝。引入HS-PEG-COOH保護(hù)MO-Au(40),同時降低組裝實(shí)驗(yàn)中大規(guī)模團(tuán)簇產(chǎn)生的概率。通過優(yōu)化i-motif DNA/MO分子與AuNPs的摩爾比、組裝鹽濃度以及加鹽方式等組裝條件,在低雜交效率與生成大規(guī)模團(tuán)簇兩個極端之間找到平衡點(diǎn),得到雙粒子結(jié)構(gòu)為主要產(chǎn)物的金納米團(tuán)簇。用紫外可見光譜與透射電鏡等表征手段對組裝產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行表征,并用暗場顯微鏡-光譜儀聯(lián)用系統(tǒng)進(jìn)一步表征單個Au雙粒子的LSPR散射性質(zhì),分析其在微納區(qū)域pH傳感上的應(yīng)用可行性。2.基于i-motifDNA與MO雜交構(gòu)建Au core-satellite結(jié)構(gòu)及pH響應(yīng)性能研究利用i-motifDNA與MO互補(bǔ)雜交構(gòu)建具有可逆pH響應(yīng)的core-satellite納米團(tuán)簇。分別合成15 nm和50 nm的球形AuNPs,以DNA-Au(50)+ MO-Au(15)和 MO-Au(50)+ DNA-Au(15)兩種實(shí)驗(yàn)方案制備 core-satellite 納米團(tuán)簇。用紫外可見光譜和透射電鏡表征了兩種方案的組裝過程和產(chǎn)物結(jié)構(gòu),選擇以DNA-Au(50)+ MO-Au(15)的實(shí)驗(yàn)方案制備的core-satellite納米團(tuán)簇為研究對象。用暗場顯微鏡-光譜儀聯(lián)用系統(tǒng)表征了該core-satellite納米團(tuán)簇在微納區(qū)域中的pH響應(yīng)行為和響應(yīng)可逆性,并設(shè)計(jì)控制實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證core-satellite納米團(tuán)簇對pH可逆響應(yīng)的特性來自于i-motifDNA的構(gòu)象變化。
[Abstract]:The local surface plasmon resonance (LSP) scattering effect of gold nanoparticles is affected by its own parameters and the external environment. Single gold nanoparticles can effectively scatter visible light without photobleaching, combined with outstanding advantages of biological compatibility and low cytotoxicity, so it has a great application prospect in biological analysis imaging. The change of optical properties caused by the change of particle coupling state in gold nanoclusters can be used as a powerful means to study the chemical process of micro-nano region. Ph is an important regulator of cell behavior and cell proliferation. Apoptosis, enzyme activity and protein degradation are closely related to intracellular pH changes. Destructive changes in intracellular pH may lead to organelle dysfunction. Therefore, it is of great significance to develop the method of obtaining micro- and nanoscale pH signal in life system for studying cell metabolism and obtaining key information of physiological and pathological processes. The aim of this thesis is to obtain uniform and stable gold nanoclusters by hybridization of i-motif DNA and morpholine nucleic acid (MOO), a neutral analogue of DNA, at low salt concentration, and to monitor the variation of scattering spectra of single gold nanoclusters. A method of pH signal analysis in micro and nano region based on conformation change of i-motif DNA molecule was constructed. The specific experiment is divided into two parts: 1. Two au particles were constructed based on i-motif DNA and MO hybridization. The 40 nm au double particles were constructed by i-motif DNA and MO complementary hybridization. I-motif DNA and MO were modified to 40 nm AuNPs surface, and then the two functionalized AuNPs were assembled at 1:1 molar ratio. HS-PEG-COOH is introduced to protect MO-Au-40, and the probability of large scale cluster formation in assembly experiment is reduced at the same time. By optimizing the molar ratio of i-motif DNA/MO molecule to AuNPs, the concentration of salt and the method of salt addition, the equilibrium point was found between the low hybridization efficiency and the formation of large clusters, and the gold nanoclusters with two-particle structure as the main products were obtained. The structure and optical properties of the assembled products were characterized by UV-Vis spectroscopy and transmission electron microscopy. The LSPR scattering properties of single au double particles were further characterized by dark field microscopy and spectrometer. The feasibility of its application in micro-nano region pH sensing was analyzed. Structure and pH response of au core-satellite based on i-motifDNA and MO Hybridization; core-satellite nanoclusters with reversible pH response were constructed by complementary hybridization of i-motifDNA and MO. Spherical AuNPs at 15 nm and 50 nm were synthesized respectively. Core-satellite nanoclusters were prepared by DNA-Au-50) MO-Au-15) and MO-Au-50) DNA-Au-15). The assembly process and product structure of the two schemes were characterized by UV-Vis spectroscopy and transmission electron microscopy. The core-satellite nanoclusters prepared by DNA-Au-50) MO-Au-15) were selected as the object of study. The pH response behavior and reversibility of the core-satellite nanoclusters in micro and nano region were characterized by a dark field microscope and spectrometer system. The control experiments were designed to verify that the reversible response of core-satellite nanoclusters to pH was due to the conformation change of i-motifDNA.
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O614.123;TB383.1

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本文編號：1937658