本文關(guān)鍵詞：基于銀納米簇與核酸染料的熒光生物傳感器檢測過氧化氫和葡萄糖

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【摘要】：銀納米簇是具有獨(dú)特理化和光學(xué)性質(zhì)的一種納米材料,其超小的尺寸使它具有許多不同于大納米晶體和金屬原子的優(yōu)良性質(zhì),彌補(bǔ)了納米晶體和金屬原子的不足。銀納米簇的優(yōu)良性質(zhì)包括光學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、毒性低、生物相容性好、抗漂白性強(qiáng)、熒光量子產(chǎn)率高等。已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于檢測金屬離子、DNA或RNA、生物小分子、蛋白質(zhì)以及用于細(xì)胞標(biāo)記和生物成像等。核酸染料是指能夠與核酸特異性結(jié)合呈現(xiàn)特殊光學(xué)性質(zhì)的一種染料,目前已知的核酸染料有很多種比如溴化乙錠(EB)、SYBR Green Ⅰ、SYBR GreenⅡ、 SYBR Gold(SG)、GoldView等,在生物分析和凝膠電泳分析等方面應(yīng)用比較廣泛。本論文基于銀納米簇和核酸染料構(gòu)建了三種新型熒光生物傳感器,并成功對過氧化氫(H_2O_2)和葡萄糖進(jìn)行了檢測。(1)第2章,基于單鏈DNA(ssDNA)能被芬頓反應(yīng)產(chǎn)生的羥基自由基(·OH)斷鏈,以及當(dāng)富G的DNA序列接近以DNA為模板合成的銀納米簇(DNA-AgNCs)時的熒光增強(qiáng)效應(yīng),構(gòu)建了一種免標(biāo)記的‘'turn-on"熒光生物傳感器,用來檢測過氧化氫和葡萄糖,并且通過加入抗氧化物的實(shí)驗(yàn)證明了反應(yīng)過程中的確發(fā)生芬頓反應(yīng)產(chǎn)生了·OH。在Fe~(2+)存在下,當(dāng)向體系中加入H_2O_2時,發(fā)生芬頓反應(yīng)產(chǎn)生·OH。由于·OH的氧化效應(yīng),B-DNA被斷鏈導(dǎo)致不能與G-DNA雜交。G-DNA與Ag-DNA雜交,同時富G序列接近AgNCs,伴隨著明顯的熒光增強(qiáng)。通過測定AgNCs熒光強(qiáng)度的變化,可實(shí)現(xiàn)對H_2O_2的靈敏檢測。因在葡萄糖氧化酶(GO_x)存在條件下,葡萄糖能夠被氧氣氧化產(chǎn)生H_2O_2,故該熒光生物傳感器也被用于檢測葡萄糖。該傳感器屬于熒光增強(qiáng)型,不僅能夠減少可能的“假陽性”信號,而且能夠提高檢測的靈敏性。還具有不需要繁瑣修飾,成本低等優(yōu)點(diǎn)。(2)第3章,基于核酸染料以及芬頓反應(yīng)產(chǎn)生的·OH能使單鏈DNA斷鏈,構(gòu)建了一種免標(biāo)記熒光生物傳感器檢測H_2O_2和葡萄糖。在Fe~(2+)存在下,當(dāng)H_2O_2不存在時,單鏈DNA和SYBR Gold (SG)發(fā)生相互作用,系統(tǒng)的熒光信號明顯增強(qiáng)。當(dāng)向反應(yīng)體系中加入H_2O_2后,H_2O_2和Fe~(2+)發(fā)生芬頓反應(yīng)生成了·OH,由于·OH的氧化效應(yīng),單鏈DNA被斷鏈導(dǎo)致不能和SG結(jié)合,系統(tǒng)熒光強(qiáng)度不會增強(qiáng)。因此,通過檢測熒光強(qiáng)度變化實(shí)現(xiàn)對H_2O_2的定量檢測。又因在GO_x存在條件下,葡萄糖能夠被氧化產(chǎn)生H_2O_2,因此該熒光生物傳感器也被用來定量檢測葡萄糖。該傳感器不僅選擇性比較高、儀器操作簡單、成本低,而且對過氧化氫和葡萄糖的檢測結(jié)果也比較理想。(3)第4章,基于三聚氰胺與胸腺嘧啶(堿基T)形成氫鍵可以引發(fā)單鏈DNA構(gòu)型轉(zhuǎn)變以及核酸染料S YBR Green Ⅰ可與雙鏈DNA相互作用發(fā)出較強(qiáng)熒光,我們設(shè)計(jì)了一種新型的免標(biāo)記熒光生物傳感器用于檢測過氧化氫和葡萄糖。在Fe~(2+)存在下,當(dāng)H_2O_2不存在時,聚T單鏈DNA中的胸腺嘧啶(堿基T)和三聚氰胺之間形成比較穩(wěn)定的氫鍵,得到T-melamine-T特異性結(jié)構(gòu),聚T的單鏈DNA折疊成為類似發(fā)夾的雙鏈結(jié)構(gòu)。SYBR Green Ⅰ嵌入到雙鏈結(jié)構(gòu)中,系統(tǒng)的熒光強(qiáng)度明顯增強(qiáng)。當(dāng)向反應(yīng)體系中加入H_2O_2后,H_2O_2和Fe~(2+)發(fā)生芬頓反應(yīng)生成了·OH,由于·OH的氧化效應(yīng),單鏈T-DNA被斷鏈,不能與三聚氰胺形成氫鍵,SYBR GreenI在溶液中處于自由狀態(tài),系統(tǒng)的熒光強(qiáng)度依然很弱。通過檢測系統(tǒng)中熒光強(qiáng)度的變化實(shí)現(xiàn)對H_2O_2的檢測。因在GO_x存在條件下,葡萄糖被氧化產(chǎn)生H_2O_2,因此該傳感器也能用于葡萄糖的定量檢測。該傳感器的成本低,選擇性好,而且還避免了復(fù)雜的修飾。并且基于抗氧化物對·OH的清除作用,我們也成功檢測了抗壞血酸(Vit C)。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O657.3
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本文編號：1157066