發(fā)布時間：2018-07-20 09:01

【摘要】：MicroRNAs(miRNAs)為一系列短的內(nèi)生非編碼RNAs,在細(xì)胞的分化和增殖、腫瘤轉(zhuǎn)移、病毒復(fù)制及神經(jīng)退化過程中,扮演了重要的角色。因此,急需發(fā)展一種快速、簡便、高靈敏性及高選擇性定量檢測miRNAs的方法。光電化學(xué)法是一種新興的生物分析技術(shù),在最近幾年得到了廣泛的關(guān)注。由于其激發(fā)光源和檢測信號系統(tǒng)是完全分離的,使得檢測時的背景信號較弱,從而提高了檢測的靈敏度。此外,光電化學(xué)檢測技術(shù)比傳統(tǒng)的光化學(xué)和電化學(xué)檢測法更快速、方便,選擇性和精確度更高。本論文基于半導(dǎo)體納米復(fù)合物,運用光電化學(xué)檢測技術(shù)測定miRNAs,開展了以下兩個方面的工作:1基于DNA-CdS量子點(QDs)敏化的羧酸化單壁碳納米管(SWCNTs-COOH),我們設(shè)計出一種通用的光電化學(xué)生物傳感平臺。探針DNA-CdS QDs通過一步法合成獲得,這比先前報道的合成方法更簡便,DNA標(biāo)記的CdS QDs通過π-π堆積效應(yīng)結(jié)合到SWCNTs-COOH上形成具有光電化學(xué)活性的半導(dǎo)體納米復(fù)合物。此納米復(fù)合物展示出高的光電轉(zhuǎn)換效率和良好的穩(wěn)定性。MiRNAs為一類內(nèi)生的非編碼RNAs,在不同的生物學(xué)過程中扮演著重要的角色。以miRNA-7f作為模型,由于目標(biāo)miRNA與探針DNA雜交,使得量子點修飾的DNA從SWCNTs-COOH表面脫離,基于此我們構(gòu)建了一種新穎的信號減弱型的光電化學(xué)生物傳感器,可以直接檢測miRNA。我們提出的直接檢測miRNA的方法相對于間接法來說檢測的花費更低、更方便、更省時。在405 nm的可見光照射和較低的電位(-0.05 V)下,結(jié)合循環(huán)酶放大效應(yīng),該光電化學(xué)生物傳感器檢測miRNA-7f展現(xiàn)出寬的檢測范圍(50 fM-100 pM)和低的檢測限(34 fM)。這種具有高靈敏度及高選擇性的新穎的直接檢測miRNAs的光電化學(xué)法有望應(yīng)用于臨床上miRNA的化驗。2 Au納米粒子通過酰胺鍵與ZnSe-COOH納米晶組裝制得了具有良好光電化學(xué)活性的半導(dǎo)體納米復(fù)合物。Au納米粒子產(chǎn)生熱電子進(jìn)入ZnSe-COOH納米晶中,發(fā)生局域表面等離子體共振,產(chǎn)生了顯著增強(qiáng)的光電流,從而極大的提高了光電化學(xué)生物傳感器檢測的靈敏度�；谠摷{米復(fù)合物,我們發(fā)展了一種新穎的光電化學(xué)生物傳感器平臺。p19蛋白質(zhì)與21-23堿基對(bp)雙鏈RNA(dsRNA)有著高的特異性和親和性,結(jié)合到dsRNA上的p19蛋白質(zhì)能有效的阻礙電子供體向電極表面?zhèn)鬏旊娮?得到一個減弱的光電流信號。以miRNA-122a為目標(biāo)物,它能與探針RNA雜交形成21個bp的dsRNA,以此設(shè)計出一種高靈敏度的直接檢測miRNA的光電化學(xué)生物傳感器。該光電化學(xué)傳感器對miRNA-122a檢測的線性范圍為350 fM至5 nM,檢測限低至153 fM。此外該,傳感器還表現(xiàn)出一系列其它優(yōu)良的性能如易組裝、響應(yīng)迅速、靈敏度高、特異性好。把Au納米粒子修飾到水溶性的ZnSe-COOH納米晶上產(chǎn)生表面等離子體共振以此來提高光電化學(xué)檢測的靈敏度,促進(jìn)了光電化學(xué)生物傳感的發(fā)展,拓寬了半導(dǎo)體納米復(fù)合物的應(yīng)用,具有廣闊的前景。
[Abstract]:MicroRNAs (miRNAs), a series of short endogenous non-coding RNAss, play an important role in cell differentiation and proliferation, tumor metastasis, viral replication and neurodegeneration. Therefore, it is urgent to develop a rapid, simple, sensitive and selective method for quantitative detection of miRNAs. Photochemistry is a new biological analysis technology, which has been paid more and more attention in recent years. Because the excitation light source is completely separated from the detection signal system, the background signal is weak and the sensitivity of detection is improved. In addition, photochemical detection technology is faster, more convenient, more selective and more accurate than traditional photochemical and electrochemical methods. This thesis is based on semiconductor nanocomposites. In order to determine miRNAss by photochemical detection technique, we have carried out the following two aspects: 1: 1 carboxylic single-walled carbon nanotubes (SWCNTs-COOH) sensitized by DNA-CdS quantum dots (QDs). We have designed a universal photochemical biosensor platform. The probe DNA-CdS QDs were synthesized by one-step method, which is simpler than the previously reported synthesis method. The DNA-labeled CDs QDs are bonded to SWCNTs-COOH by 蟺-蟺 stacking effect to form photochemically active semiconductor nanocomposites. This nanocomposite shows high photovoltaic conversion efficiency and good stability. MiRNAs are an endogenous non-coding RNAs.MiRNAs play an important role in different biological processes. Using miRNA-7f as a model, because the target miRNA is hybridized with probe DNA, quantum dot modified DNA is separated from SWCNTs-COOH surface. Based on this, a novel signal weakening photochemical biosensor is constructed, which can be used to detect miRNA directly. Our method for direct detection of miRNA is less expensive, more convenient and less time consuming than indirect method. Under 405nm visible light irradiation and low potential (-0.05 V), the photochemical biosensor showed a wide detection range (50fM-100pM) and a low detection limit (34fM) combined with cyclic enzyme amplification. This novel photochemical method with high sensitivity and selectivity for direct detection of miRNAs is expected to be used in clinical miRNA assay. 2.Au nanoparticles are assembled with ZnSe-COOH nanocrystals by amide bond to obtain good photochemical activity. The semiconductor nanocomposite. Au nanoparticles produce hot electrons into ZnSe-COOH nanocrystals. Local surface plasmon resonance (SPR) produces a significantly enhanced photocurrent, which greatly improves the detection sensitivity of photochemical biosensor. Based on the nanocomposites, we have developed a novel photoelectrochemical biosensor platform. P19 protein and 21-23 base pair (bp) double-stranded RNA (dsRNA) have high specificity and affinity. The p19 protein binding to dsRNA can effectively block the electron donor from transporting electrons to the electrode surface and obtain a weakened photocurrent signal. With miRNA-122a as the target, it can be hybridized with probe RNA to form 21 BP dsRNAs. A highly sensitive photochemical biosensor for direct detection of miRNA was designed. The linear range of the photochemical sensor for miRNA-122a is from 350 FM to 5 nm, and the detection limit is as low as 153 FM. In addition, the sensor also shows a series of other excellent properties such as easy assembly, rapid response, high sensitivity and good specificity. Surface plasmon resonance (SPR) was generated by modifying au nanoparticles onto water-soluble ZnSe-COOH nanocrystals to improve the sensitivity of photochemical detection, promote the development of photochemical biosensors, and broaden the application of semiconductor nanocomposites. There is a bright future.
【學(xué)位授予單位】：南京師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.1;O657

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本文編號：2133004