本文關(guān)鍵詞：砷化鎵近紅外光致發(fā)光的核酸調(diào)控和生物傳感研究

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【摘要】：砷化鎵的高電子遷移率和直接帶隙結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其在近紅外波段有著強(qiáng)烈的光致發(fā)光(photoluminescence,簡(jiǎn)稱PL)信號(hào),因此對(duì)光電器件來說,砷化鎵是經(jīng)�？紤]的半導(dǎo)體材料之一。砷化鎵的固有發(fā)光對(duì)其表面的物理和化學(xué)狀態(tài)非常敏感,這一性質(zhì)提供了其應(yīng)用在新一代生物傳感器開發(fā)和生物芯片上的可能性�；趩魏塑账岫鄳B(tài)的選擇性,利用高效近紅外檢測(cè)平臺(tái)檢測(cè)特定DNA,對(duì)生物醫(yī)學(xué)研究有重要意義。本課題采用砷化鎵作為傳感平臺(tái),并利用金納米粒子的對(duì)砷化鎵光致發(fā)光的等離子體增強(qiáng),實(shí)現(xiàn)生物標(biāo)志物如DNA和蛋白質(zhì)的高靈敏檢測(cè)。本文的主要內(nèi)容和研究結(jié)果如下：(1)實(shí)現(xiàn)并優(yōu)化了DNA對(duì)砷化鎵的表面修飾,并實(shí)現(xiàn)DNA的近紅外光致發(fā)光檢測(cè)。首先研究了巰基修飾DNA與砷化鎵的相互作用,并結(jié)合熒光顯微鏡和PL光譜檢測(cè)驗(yàn)證了DNA對(duì)砷化鎵的有效表面修飾。并且利用巰基已醇對(duì)DNA的取向和覆蓋度的調(diào)控能力。提高了砷化鎵表面修飾DNA的雜交效率。進(jìn)一步設(shè)計(jì)和建立了基于砷化鎵的DNA近紅外光致發(fā)光檢測(cè),其檢測(cè)限和靈敏度分別達(dá)到0.2nM和294a.u./nM。(對(duì)應(yīng)第2章)(2)系統(tǒng)研究了DNA對(duì)納米金對(duì)砷化鎵光致發(fā)光的調(diào)控作用。通過DNA的修飾和雜交,在砷化鎵表面獲得剛性雙鏈DNA骨架,并以此為支撐吸附金納米粒子。從而通過調(diào)控DNA序列的長(zhǎng)度可實(shí)現(xiàn)納米金與砷化鎵表面的距離。研究發(fā)現(xiàn),DNA可改變納米金對(duì)砷化鎵光致發(fā)光的表面等離子增強(qiáng)作用,并且在一定范圍內(nèi)具有DNA長(zhǎng)度依賴性,即DNA越短,光致發(fā)光增強(qiáng)效果越明顯,反之則亦然。并利用金納米顆粒對(duì)光致發(fā)光的增強(qiáng)效應(yīng)進(jìn)一步提高了DNA檢測(cè)的靈敏度。(對(duì)應(yīng)第3章)(3)利用納米金對(duì)砷化鎵光致發(fā)光的增強(qiáng)效應(yīng),構(gòu)建了生物標(biāo)志物如凝血酶的傳感平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了高靈敏的檢測(cè)。利用納米金增強(qiáng)砷化鎵光致發(fā)光的傳感平臺(tái),結(jié)合核酸適配體對(duì)蛋白質(zhì)的特異性結(jié)合作用,實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物凝血酶的高靈敏和選擇性檢測(cè),其檢出限低至80 pM。(對(duì)應(yīng)第4章)
【關(guān)鍵詞】：砷化鎵 表面等離子體 DNA 生物傳感 凝血酶
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN304.23;TP212.3
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 1 緒論11-24
• 1.1 引言11-12
• 1.2 砷化鎵的近紅外光致發(fā)光12-14
• 1.2.1 近紅外窗口12
• 1.2.2 光致發(fā)光12-13
• 1.2.3 砷化鎵材料的特性13-14
• 1.3 金屬納米結(jié)構(gòu)的表面等離子體共振效應(yīng)及熒光增強(qiáng)14-18
• 1.3.1 表面等離子激元的概念與分類14-15
• 1.3.2 金屬表面等離子體增強(qiáng)熒光效應(yīng)及其應(yīng)用15-18
• 1.4 DNA生物傳感器18-20
• 1.4.1 DNA及其基本結(jié)構(gòu)18-19
• 1.4.2 生物傳感器19-20
• 1.4.3 DNA生物傳感器20
• 1.5 核酸適體20-23
• 1.5.1 核酸適體的特點(diǎn)21-22
• 1.5.2 核酸適體的篩選22
• 1.5.3 核酸適體生物傳感器22-23
• 1.6 研究目的和研究?jī)?nèi)容23-24
• 2 DNA調(diào)控砷化鎵近紅外光致發(fā)光及其核酸檢測(cè)研究24-37
• 2.1 引言24
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分24-29
• 2.2.1 化學(xué)藥品和材料24-25
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器25-27
• 2.2.3 GaAs襯底上DNA的固定27
• 2.2.4 檢測(cè)GaAs襯底上的DNA雜交活性27-28
• 2.2.5 基于砷化鎵(100)近紅外光致發(fā)光的DNA檢測(cè)28-29
• 2.3 結(jié)果與討論29-35
• 2.3.1 砷化鎵的表面修飾及表征29-31
• 2.3.2 基于砷化鎵近紅外光致發(fā)光的DNA檢測(cè)31-34
• 2.3.3 DNA雜交條件的優(yōu)化34-35
• 2.4 本章小結(jié)35-37
• 3 納米金增強(qiáng)砷化鎵近紅外光致發(fā)光機(jī)制及其核酸檢測(cè)研究37-56
• 3.1 引言37-38
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分38-41
• 3.2.1 化學(xué)試劑和材料38
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器38-39
• 3.2.3 GaAs襯底上DNA的固定39
• 3.2.4 基于DNA的GaAs-GNPs可調(diào)諧等離子體增強(qiáng)效應(yīng)的研究39
• 3.2.5 基于砷化鎵(100)近紅外光致發(fā)光的DNA檢測(cè)39-40
• 3.2.6 砷化鎵近紅外光致發(fā)光信號(hào)的進(jìn)一步放大40-41
• 3.3 結(jié)果與分析41-54
• 3.3.1 DNA與砷化鎵-GNP表面等離子體增強(qiáng)體系的建立41-44
• 3.3.2 DNA長(zhǎng)度與砷化鎵光致發(fā)光表面等離子體增強(qiáng)的關(guān)系44-47
• 3.3.3 基于納米金增強(qiáng)砷化鎵近紅外光致發(fā)光的DNA檢測(cè)47-51
• 3.3.4 檢測(cè)限與特異性評(píng)價(jià)51-53
• 3.3.5 金納米粒子與GaAs襯底之間的距離的評(píng)價(jià)53-54
• 3.4 本章小結(jié)54-56
• 4 基于核酸適配體和納米金增強(qiáng)砷化鎵近紅外光致發(fā)光機(jī)制的凝血酶檢測(cè)研究56-63
• 4.1 引言56
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分56-59
• 4.2.1 化學(xué)試劑和材料56-57
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器57
• 4.2.3 GaAs襯底上DNA的固定57
• 4.2.4 GaAs基底上GNPs的附著57-58
• 4.2.5 基于核酸適配體的凝血酶檢測(cè)58-59
• 4.3 結(jié)果與討論59-62
• 4.3.1 檢測(cè)極限59-61
• 4.3.2 特異性分析61-62
• 4.4 本章小結(jié)62-63
• 5 總結(jié)與展望63-65
• 5.1 主要研究結(jié)論63-64
• 5.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)64
• 5.3 進(jìn)一步研究展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-81
• 作者簡(jiǎn)歷81-82

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 漆紅蘭;李延;李曉霞;張成孝;;適體傳感器研究新進(jìn)展[J];化學(xué)傳感器;2007年03期

2 童基均,陳裕泉;共軛導(dǎo)電聚合物及其在傳感器中的應(yīng)用[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2003年03期

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本文編號(hào)：1013988