納米通道單分子檢測技術(shù)是上世紀九十年代新興的檢測技術(shù)。納米孔單分子檢測技術(shù)具有快速高效,低成本,以及無需其他修飾方法的優(yōu)點,目前,已經(jīng)在生物和化學等各個方面得到了廣泛的應用。尤其,納米通道單分子檢測技術(shù)已在DNA測序的研究中取得了舉世矚目的成就,并且,近幾年,該技術(shù)已被廣泛發(fā)展逐漸應用于其他物質(zhì)的檢測,比如:DNA,RNA,蛋白質(zhì),酶以及其他生物大分子的檢測。本論文從以下兩個方面進行闡述:1、基于雙鏈DNA探針的納米孔傳感技術(shù)用于識別多種蛋白質(zhì)腫瘤標志物許多疾病的發(fā)生和發(fā)展往往與多種生物標志物的表達變化密切相關(guān),因此,正確的疾病診斷通常需要多個分子的多重檢測。腫瘤標記物的多重檢測,不僅可以提高診斷精度,而且可以為個體化、靶向治療提供指導。在此,利用α-溶血素（α-HL）生物納米孔建立了一個準確有效地同時識別多種腫瘤標志物的方法,此外,該方法也可以應用實際樣品中多種腫瘤標志物的檢測。在這項研究中,我們構(gòu)建了一系列基于雙鏈（ds）DNA的探針,每個探針均含有一個捕獲臂（Capture arm）,每個捕獲臂（Capture arm）上包含兩部分,一部分是與特定靶點的適配體結(jié)合的DNA,一部分... 

【文章來源】：山東師范大學山東省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

生物納米通道檢測過程示意圖

山東師范大學碩士學位論文3材質(zhì)的不同，大體分為生物納米孔和固體納米孔。下面對不同材質(zhì)的納米通道進行詳細的介紹。1.3.1生物納米通道組成生物納米通道的蛋白質(zhì)大多數(shù)是從微生物體內(nèi)提取出來的生物毒素，根據(jù)蛋白孔的來源不同，結(jié)構(gòu)不同，生物納米孔主要包括以下幾種，如圖1-2所示，α-溶血素(α-HL)[22,23],氣單胞菌溶素（Aerolysin）[24,25]，恥垢分枝桿菌毒素蛋白(MspA)[26]和噬菌體phi29連接器(phi29馬達蛋白)[27]。最近發(fā)現(xiàn)的新型蛋白孔，ClyA[28],FhuA[29]等。下面對本文中用到的蛋白孔進行簡單的介紹。Figure1-2.Fourstructuresofnanopores圖1-24種納米孔結(jié)構(gòu)示意圖1.3.1.1α-溶血素(α-HL)生物蛋白孔簡介首先，對α-溶血素(α-HL)進行簡單的介紹，如圖1-3所示。α-溶血素(α-HL)是從金黃色葡萄球中發(fā)現(xiàn)的一種細菌毒素蛋白，是第一個發(fā)現(xiàn)的應用于納米通道的蛋白孔，也是目前應用最廣泛的蛋白孔[30]。α-HL納米孔是一種蘑菇形的蛋白

山東師范大學碩士學位論文4通道,一旦嵌入在一個脂雙分子層,形成一個定義良好的納米級孔，電解質(zhì)離子可以在α-HL納米孔種形成一個電場流。α-溶血素納米孔總長度大約在10nm左右。α-HL蛋白孔由兩部分組成分別為納米孔前庭和β-桶裝結(jié)構(gòu)組成[31]。納米孔前庭在α-HL的cis端，直徑大約為3.0nm，長度約為7nm。納米孔前庭的主要發(fā)揮捕獲分析物的作用。分析物一般是利用外界施加的外電壓被推動著從蛋白孔的cis端被蛋白孔捕獲，然后，通過蛋白孔的β-桶裝結(jié)構(gòu)，來到蛋白孔的trans端。當分析物被納米孔前庭捕獲后，進入蛋白孔最窄的部位——β-桶裝結(jié)構(gòu)。β-桶裝結(jié)構(gòu)直徑最窄的部位直徑為1.4nm，且trans端（β-桶裝結(jié)構(gòu)的另一端，也是蛋白孔的出口）直徑約為2.2nm。β-桶裝結(jié)構(gòu)的直徑為納米級，β-桶裝結(jié)構(gòu)的長度大約為5.2nm,β-桶裝結(jié)構(gòu)嵌入到納米孔前庭的部位大約2.2nm。這個部位有且僅有允許一個分子通過蛋白孔，此部位是實現(xiàn)納米通道實現(xiàn)單分子檢測關(guān)鍵。而自然界中許多生物大分子會以特殊的形態(tài)存在，這些分子想通過納米通道，就會借助外界作用力克服能量壁壘，通過與納米蛋白孔的相互作用通過納米蛋白孔[32-36]，而待測物通過β-桶裝結(jié)構(gòu)的過程，有不同的物質(zhì)形狀，結(jié)構(gòu)都有所差別，進而影響電流輸出的阻斷時間和阻斷程度的差異。目前，α-HL納米孔應用最為廣泛，已經(jīng)用于DNA結(jié)構(gòu)的檢測[37-38]，microRNA[39-40]，腫瘤細胞的檢測等，并且許多α-HL蛋白孔進行修飾，用于蛋白質(zhì)的手性檢和金屬離子的檢測。Figure1-3.Structureofα-HLnanopore圖1-3.α-HL納米孔的結(jié)構(gòu)示意圖1.3.1.2氣單胞菌溶素（Aerolysin）生物蛋白孔簡介


本文編號：3458781