本文關(guān)鍵詞：基于G-四鏈體構(gòu)象變化的光學(xué)傳感新方法研究

  更多相關(guān)文章： 光學(xué)生物傳感 G-四鏈體 氧化石墨烯 核酸適配體 ThT 非標(biāo)記檢測

【摘要】：生物傳感方法具有靈敏度和準(zhǔn)確度高、選擇性好、檢測成本低和響應(yīng)速度快等優(yōu)點,為生命科學(xué)研究以及發(fā)展提供了新的思路和技術(shù)支持,在生命科學(xué)、醫(yī)藥學(xué)和環(huán)境監(jiān)測等方面具有非常大的潛在應(yīng)用價值。本論文就目前一些重要的生物分子、酶活性以及常見的重金屬離子為研究熱點,并結(jié)合生物傳感器易于構(gòu)建和實現(xiàn)的特點,重點探討了怎樣提高檢測靈敏度、實際分析應(yīng)用等問題�；贕-四鏈體結(jié)構(gòu)互變的基本原理,發(fā)展了一些免標(biāo)的光學(xué)檢測新方法用于凝血酶、AMP、重金屬銀離子、生物硫醇的測定。與傳統(tǒng)的檢測方法相比,本論文中所構(gòu)建的分析方法操作簡便、分析成本低廉且靈敏度高,同時還初步驗證了這些方法的實用性。具體內(nèi)容如下：在第2章中,我們發(fā)展了一種新型的基于G-四鏈體構(gòu)象互變的免標(biāo)光學(xué)傳感平臺用于對銀離子和生物硫醇類進行分析。硫黃素T(ThT)是一種水溶性的熒光染料,其本身的熒光強度極弱,但是當(dāng)與G-四鏈體特異性結(jié)合后,會誘導(dǎo)其發(fā)出很強的熒光信號。當(dāng)有銀離子存在時,銀離子與鳥嘌呤特異性結(jié)合,進而抑制G-四鏈體結(jié)構(gòu)的形成,ThT釋放,熒光信號減弱,隨著銀離子量的增加,熒光強度逐漸減弱,從而可以通過此方法定量檢測銀離子；然而,生物硫醇含有的巰基與銀離子有更強的絡(luò)合作用,當(dāng)加入生物硫醇以后,鳥嘌呤與銀離子的結(jié)合能力弱于生物硫醇與銀離子的結(jié)合能力,體系中的鳥嘌呤被釋放,此時G-四鏈體結(jié)構(gòu)恢復(fù),熒光信號增強,其熒光強度的增加隨著生物硫醇量的增加而增強,進而可以通過此方法檢測生物硫醇。由于ThT與G-四鏈DNA結(jié)合,熒光強度明顯增強,而目標(biāo)物的加入會使得熒光出現(xiàn)明顯的變化。因此,該方法與傳統(tǒng)的檢測銀離子及生物硫醇的方法比較具有免標(biāo)記、操作簡便、靈敏性高、特異性好、選擇性優(yōu)和低耗費等優(yōu)點,有潛力成為一個通用的平臺來檢測目標(biāo)物。在第3章中,基于氧化石墨烯(GO)平臺和核酸適配體(Aptamer)技術(shù),發(fā)展了一種基于適配體探針-氧化石墨烯納米自組裝體平臺,用于免標(biāo)記檢測生物分子。我們設(shè)計了一段含富G序列的核酸適配體探針,利用氧化石墨烯良好的吸附能力,將該探針吸附在其表面,自組裝形成Aptamer-GO納米復(fù)合體。當(dāng)目標(biāo)分子與探針中的適配體部分特異性結(jié)合以后,促使核酸探針構(gòu)象轉(zhuǎn)變并從氧化石墨烯表面脫離。而體系中的硫黃素T(ThT)誘導(dǎo)脫附的核酸探針中的富G序列形成G-四鏈體,導(dǎo)致熒光信號增強。該方法利用目標(biāo)分子與其適配體特異性結(jié)合而導(dǎo)致構(gòu)象變化以及ThT可促使G-四鏈體結(jié)構(gòu)生成并嵌入其中釋放更強的熒光信號的特點,實現(xiàn)了對人α-凝血酶和單磷酸腺苷(AMP)兩種生物分子的免標(biāo)記檢測。同時避免了因標(biāo)記而導(dǎo)致的分析成本高昂且背景信號強的缺陷,該方法操作簡捷、響應(yīng)快速、分析靈敏度高且特異性好,為免標(biāo)記生物分子定量分析提供了新的設(shè)計想法。
【關(guān)鍵詞】：光學(xué)生物傳感 G-四鏈體 氧化石墨烯 核酸適配體 ThT 非標(biāo)記檢測
【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
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-30
• 1.1 光學(xué)生物傳感器檢測機理11
• 1.2 光學(xué)生物傳感器的研究進展11-22
• 1.2.1 基于熒光的光化學(xué)傳感技術(shù)12-15
• 1.2.2 基于吸收的光化學(xué)傳感技術(shù)15-17
• 1.2.3 表面增強拉曼散射技術(shù)17-20
• 1.2.4 表面等離子共振技術(shù)20-21
• 1.2.5 化學(xué)發(fā)光技術(shù)21-22
• 1.3 功能核酸在光學(xué)生物傳感中的應(yīng)用22-29
• 1.3.1 功能核酸22-23
• 1.3.2 核酸適配體光學(xué)生物傳感技術(shù)23-27
• 1.3.3 G-四鏈體光學(xué)生物傳感技術(shù)27-29
• 1.4 本研究論文的工作內(nèi)容29-30
• 第2章 基于目標(biāo)物介導(dǎo)的G-四鏈體構(gòu)象轉(zhuǎn)換平臺用于非標(biāo)記熒光檢測銀離子和生物硫醇30-48
• 2.1 前言30-31
• 2.2 實驗部分31-33
• 2.2.1 試劑與儀器31
• 2.2.2 DNA鏈的制備31
• 2.2.3 基于銀離子的測定31-32
• 2.2.4 基于GSH的測定32
• 2.2.5 基于Cys的測定32
• 2.2.6 實際樣品中銀離子的測定32
• 2.2.7 UV和CD光譜的測定32-33
• 2.3 結(jié)果和討論33-47
• 2.3.1 實驗原理設(shè)計與驗證33-35
• 2.3.2 實驗條件的優(yōu)化35-41
• 2.3.3 銀離子的定量檢測41-42
• 2.3.4 實際樣品中銀離子的分析42-43
• 2.3.5 離子選擇性探究43
• 2.3.6 GSH的定量檢測43-44
• 2.3.7 GSH的選擇性探究44-45
• 2.3.8 Cys的定量檢測45-46
• 2.3.9 Cys的選擇性研究46-47
• 2.4 小結(jié)47-48
• 第3章 基于核酸適配體與氧化石墨烯自組裝非標(biāo)記檢測生物分子48-60
• 3.1 前言48-49
• 3.2 實驗部分49-50
• 3.2.1 試劑和儀器49
• 3.2.2 氧化石墨烯的制備49
• 3.2.3 基于凝血酶的測定49-50
• 3.2.4 基于AMP的測定50
• 3.2.5 TEM和AFM對氧化石墨烯樣品的表征50
• 3.3 結(jié)果與討論50-58
• 3.3.1 氧化石墨烯的表征50-51
• 3.3.2 實驗設(shè)計原理與驗證51-52
• 3.3.3 實驗條件的優(yōu)化52-54
• 3.3.4 凝血酶的定量分析54-55
• 3.3.5 凝血酶選擇性研究55-56
• 3.3.6 分析性能通用性探究56-58
• 3.3.7 AMP選擇性研究58
• 3.4 小結(jié)58-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻61-73
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文73-74
• 致謝74

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