本文關(guān)鍵詞：表面增強(qiáng)拉曼信號放大生物傳感方法在生物活性分子檢測中的應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 信號放大 DNA適體 表面增強(qiáng)拉曼散射 納米金生物條碼

【摘要】：在腫瘤等重大疾病生物檢測方面,蛋白質(zhì)以及核酸都是非常重要的生物分子標(biāo)記物,而在疾病早期這些生物分子的含量很低,難以檢測。建立高靈敏高選擇性的生物分子標(biāo)記物的檢測手段,對于疾病的早期診斷和治療方面將有很大的幫助。本文結(jié)合納米金生物條碼放大技術(shù),采用表面增強(qiáng)拉曼技術(shù),構(gòu)建了雙前體自產(chǎn)生聚合酶剪切循環(huán)、對稱信號放大同時檢測以及不對稱信號放大同時檢測方法,實(shí)現(xiàn)了對血小板衍生因子PDGF-BB、癌癥標(biāo)記物miRNA-203和ATP生物活性分子的高靈敏高選擇性檢測。本工作主要包括以下三個方面:1、根據(jù)適體與靶分子特異性識別的特點(diǎn),本實(shí)驗(yàn)構(gòu)建了一種基于前體自產(chǎn)生的聚合酶鏈取代放大拉曼信號檢測PDGF-BB的方法,該方法根據(jù)PDGF-BB適體的特殊結(jié)構(gòu),當(dāng)適體與靶分子結(jié)合后,可形成發(fā)夾DNA結(jié)構(gòu),同時與適體互補(bǔ)的DNA鏈解旋后自動形成另一條發(fā)卡DNA鏈,兩條發(fā)夾DNA的一端以自身為模板,進(jìn)行聚合酶鏈取代循環(huán)放大反應(yīng),釋放大量的單鏈DNA,進(jìn)而引發(fā)下一步的聚合酶鏈取代循環(huán)放大反應(yīng),最后在作為基底的金片上固定了大量的納米金生物條碼,以達(dá)到再次放大信號的作用,從而提高檢測的靈敏度,其檢測限為0.42 pM。該方法易于操作,具有良好的選擇性和靈敏性,為蛋白質(zhì)等生物活性小分子的檢測提供了新的思路。2、miRNA-203和ATP是癌癥診斷的重要生物分子,我們設(shè)計(jì)了一種對稱信號放大同時檢測的方案,通過雜交鏈?zhǔn)椒磻?yīng)以及生物條碼技術(shù)二次放大檢測信號,制備了一種雙功能生物分子拉曼探針同時檢測miR-203和ATP分子,該方法利用磁珠作為載體,將含有兩種分子識別鏈的DNA鏈及其互補(bǔ)鏈固定在磁珠上,當(dāng)兩種分子存在時,分別與識別鏈發(fā)生特異性綁定,同時將兩種引發(fā)鏈釋放到體系中,進(jìn)而引發(fā)下一步的雜交鏈?zhǔn)椒磻?yīng),同時通過堿基互補(bǔ)配對原則將兩種生物條碼大量固定到磁珠上,以金片作為基底檢測拉曼信號,ATP的檢測限為5.6×10-9 M,miRNA-203的檢測限為1.2×10-14 M。本方案對于兩種分子具有較好的選擇性和靈敏度,為同時檢測多組份提供了可行的檢測方法。3、同時檢測多種重大疾病相關(guān)的生物活性分子,可提高疾病早期的檢出率。對于體內(nèi)濃度差異較大的多組分活性分子,高濃度的分子響應(yīng)信號易于掩蓋低濃度的分子響應(yīng)信號,影響低濃度分子檢測的準(zhǔn)確性。為進(jìn)一步提高體內(nèi)濃度水平差異較大的雙組份檢測的穩(wěn)定性和靈敏度,我們在上一部分的基礎(chǔ)上進(jìn)行了不對稱同時放大檢測,對于濃度較高的ATP使用生物條碼技術(shù)進(jìn)行一次信號放大,對于濃度較低的miR-203利用雜交鏈?zhǔn)椒磻?yīng)反應(yīng)和生物條碼技術(shù)進(jìn)行二次信號放大。通過對實(shí)際樣品癌癥細(xì)胞和正常細(xì)胞中兩種組份的靈敏檢測,充分說明了該方案具有較好的實(shí)用性。本方法提高了濃度水平差異較大的雙組分檢測的準(zhǔn)確性。ATP的檢測限20 nM,miRNA-203的檢測限為1.5 fM。該方案無需使用工具酶,因此反應(yīng)簡單,易于操作,多組份的同時檢測為癌癥診斷提供了更精確的分析,在腫瘤分析方面具有更廣闊的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：信號放大 DNA適體 表面增強(qiáng)拉曼散射 納米金生物條碼
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP212.3;O657.37
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 前言10-28
• 1.1 DNA生物傳感方法10-16
• 1.1.1 核酸適體10-11
• 1.1.2 生物傳感方法11-12
• 1.1.3 DNA生物傳感方法的分類12-16
• 1.2 DNA循環(huán)放大技術(shù)16-22
• 1.2.1 雜交鏈?zhǔn)椒磻?yīng)16-17
• 1.2.2 鏈取代放大反應(yīng)17-18
• 1.2.3 聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)18-19
• 1.2.4 聚合酶鏈置換反應(yīng)19-20
• 1.2.5 滾換復(fù)制放大反應(yīng)20-22
• 1.3 表面增強(qiáng)拉曼散射22-26
• 1.3.1 拉曼散射簡介22-23
• 1.3.2 拉曼散射光譜的特點(diǎn)23
• 1.3.3 拉曼散射光譜的應(yīng)用23-24
• 1.3.4 表面增強(qiáng)拉曼散射簡介24-25
• 1.3.5 表面增強(qiáng)拉曼散射的應(yīng)用25-26
• 1.4 本工作的研究內(nèi)容以及研究意義26-28
• 第二章 雙前體自產(chǎn)生表面增強(qiáng)拉曼信號放大分析檢測PDGF-BB28-44
• 2.1 引言28-29
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分29-32
• 2.2.1 試劑29-30
• 2.2.2 儀器30
• 2.2.3 納米金顆粒的制備30-31
• 2.2.4 生物條碼的制備31
• 2.2.5 發(fā)卡DNA鏈在金片上的固定31
• 2.2.6 適體互補(bǔ)DNA在磁性微球上的固定31-32
• 2.2.7 前體自產(chǎn)生表面增強(qiáng)拉曼信號放大反應(yīng)32
• 2.2.8 SERS檢測32
• 2.3 結(jié)果與討論32-42
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)方案原理32-34
• 2.3.2 生物條碼的紫外-可見光表征34-35
• 2.3.3 納米金顆粒的電子透射顯微鏡表征35
• 2.3.4 可行性實(shí)驗(yàn)35-36
• 2.3.5 實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化36-39
• 2.3.5.1 反應(yīng)體系溫度的優(yōu)化37
• 2.3.5.2 緩沖溶液pH的優(yōu)化37-38
• 2.3.5.3 聚合酶和內(nèi)切酶用量的優(yōu)化38
• 2.3.5.4 反應(yīng)時間的優(yōu)化38-39
• 2.3.6 PDGF-BB的靈敏度檢測39-40
• 2.3.7 選擇性實(shí)驗(yàn)40-41
• 2.3.8 檢測PDGF-BB的實(shí)際應(yīng)用41-42
• 2.4 小結(jié)42-44
• 第三章 對稱信號放大同時檢測雙組分癌癥標(biāo)記物44-55
• 3.1 引言44
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分44-47
• 3.2.1 試劑44-45
• 3.2.2 儀器45-46
• 3.2.3 納米金顆粒的制備46
• 3.2.4 生物條碼的制備46
• 3.2.5 發(fā)卡DNA（H1、H7）和適體DNA1在磁珠上的固定46
• 3.2.6 miRNA和ATP的對稱信號放大同時分析46-47
• 3.2.7 SERS檢測47
• 3.3 結(jié)果與討論47-54
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)原理47-48
• 3.3.2 納米金顆粒的TEM表征48
• 3.3.3 生物條碼的紫外-可見光譜表征48-49
• 3.3.4 實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化49-51
• 3.3.4.1 HCR反應(yīng)時間的優(yōu)化49-50
• 3.3.4.2 HCR反應(yīng)溫度的優(yōu)化50
• 3.3.4.3 緩沖溶液pH值的優(yōu)化50-51
• 3.3.5 miRNA和ATP的單獨(dú)SERS檢測51-52
• 3.3.6 miR-203和ATP的同時對稱SERS檢測52-53
• 3.3.7 選擇性實(shí)驗(yàn)53-54
• 3.4 小結(jié)54-55
• 第四章 不對稱信號放大同時檢測雙組份高濃度差異癌癥標(biāo)記物55-65
• 4.1 引言55
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分55-58
• 4.2.1 試劑55-57
• 4.2.2 儀器57
• 4.2.3 納米金顆粒的制備57
• 4.2.4 生物條碼的制備57
• 4.2.5 發(fā)卡DNA（H1、H2）和適體DNA1在磁珠上的固定57
• 4.2.6 miR-203和ATP的同時不對稱檢測57-58
• 4.2.7 SERS檢測58
• 4.3 結(jié)果與討論58-64
• 4.3.1 設(shè)計(jì)方案及工作原理58-60
• 4.3.2 納米金顆粒的TEM表征60
• 4.3.3 生物條碼的紫外-可見光譜表征60
• 4.3.4 實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化60-62
• 4.3.4.1 雜交鏈?zhǔn)椒磻?yīng)時間的優(yōu)化60-61
• 4.3.4.2 雜交鏈?zhǔn)椒磻?yīng)比例的優(yōu)化61-62
• 4.3.4.3 HCR反應(yīng)溫度的優(yōu)化62
• 4.3.4.4 緩沖溶液pH值的優(yōu)化62
• 4.3.5 miRNA-203和ATP不對稱同時檢測62-63
• 4.3.6 不對稱同時檢測ATP和miR-203的實(shí)際應(yīng)用63-64
• 4.4 小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-66
• 參考文獻(xiàn)66-74
• 致謝74-75
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄75-76

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙金濤,張鵬翔,陳大鵬,張燕,路帆,謝虎,李虹;顯微拉曼技術(shù)對毒品檢測分析的研究[J];光譜學(xué)與光譜分析;1999年06期

2 陳勇,周瑤琪,章大港;幾種鹽水溶液拉曼工作曲線的繪制[J];光散射學(xué)報(bào);2002年04期

3 劉國志,趙金濤,徐存英,段云彪,張鵬翔;麻黃素和左旋咪唑顯微拉曼測試分析[J];光譜學(xué)與光譜分析;2002年02期

4 余向陽,黃群健,羅琦,李曉原,嚴(yán)以京;苯、吡啶及吡嗪分子的超拉曼和表面增強(qiáng)超拉曼光譜[J];紅外與毫米波學(xué)報(bào);2003年01期

5 張鼐;張大江;張水昌;張蒂嘉;;在-170℃鹽溶液陰離子拉曼特征及濃度定量分析[J];中國科學(xué)(D輯:地球科學(xué));2005年12期

6 蔣蕓;楊婭;;共聚焦拉曼儀測試參數(shù)的合理選擇[J];分析儀器;2013年03期

7 楊;;鐵-硫蛋白共振拉曼研究的一些進(jìn)展[J];化學(xué)通報(bào);1987年06期

8 駱清銘,劉賢德,李再光;近紅外傅里葉變換拉曼光譜和基于拉曼的診斷系統(tǒng)在醫(yī)學(xué)臨床上的應(yīng)用[J];光譜學(xué)與光譜分析;1993年04期

9 王德嶸，柯國慶，黃大鳴，錢士雄;物理噴束淀積制得的C_（60）、C_（70）等薄膜的拉曼和熒光光譜研究[J];光散射學(xué)報(bào);1995年Z1期

10 程光煦, 蔡元吉，，周茂;金硫氫原體模擬成礦的拉曼研究[J];光散射學(xué)報(bào);1995年Z1期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳世法;劉琨;李亞琴;潘石;;蛋白質(zhì)組近場拉曼分子指紋分析技術(shù)[A];中國蛋白質(zhì)組學(xué)第三屆學(xué)術(shù)大會論文摘要[C];2005年

2 任斌;王喜;莊目德;;基于光纖拉曼的針尖增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)[A];第十四屆全國分子光譜學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

3 李發(fā)帝;段國韜;鄭偉;;偏振拉曼實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究[A];第十七屆全國光散射學(xué)術(shù)會議摘要文集[C];2013年

4 樊海明;;金納米星的熒光和表面增強(qiáng)拉曼雙模態(tài)生物成像[A];第十七屆全國光散射學(xué)術(shù)會議摘要文集[C];2013年

5 李丹;李大偉;龍億濤;;基于循環(huán)電化學(xué)沉積和溶出法制備的新型表面增強(qiáng)拉曼活性基底[A];中國化學(xué)會第27屆學(xué)術(shù)年會第04分會場摘要集[C];2010年

6 易潤芳;周曉東;胡繼明;;基于無修飾適配子的高靈敏拉曼探針檢測研究[A];中國化學(xué)會第十屆全國發(fā)光分析學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2011年

7 張懷金;王繼揚(yáng);王正平;邵宗書;蔣民華;;幾種拉曼晶體的生長和性能研究[A];第14屆全國晶體生長與材料學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

8 徐怡莊;孫文秀;陶棟梁;吳瑾光;宋增福;翁詩甫;許振華;徐端夫;徐光憲;;一種新的拉曼增強(qiáng)機(jī)理[A];第十二屆全國分子光譜學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2002年

9 張朝暉;王志剛;;超高真空拉曼光學(xué)顯微鏡及應(yīng)用研究[A];第十七屆全國光散射學(xué)術(shù)會議摘要文集[C];2013年

10 溫錦秀;張洪波;陳煥君;張衛(wèi)紅;陳建;;基于金-銀核殼納米棒柔性基底的表面增強(qiáng)拉曼技術(shù)[A];第十七屆全國光散射學(xué)術(shù)會議摘要文集[C];2013年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 記者韋良俊;也拉曼水庫今日開工[N];阿勒泰日報(bào);2010年

2 記者 呂文婷;也拉曼水庫建設(shè)工地速描[N];阿勒泰日報(bào)(漢);2011年

3 蕭遙邋葉濱;讓奧運(yùn)會成為中國邁向“世界辦公室”的機(jī)會[N];第一財(cái)經(jīng)日報(bào);2007年

4 本報(bào)專稿 郭懿芝;希臘最年輕的總理卡拉曼利斯[N];世界報(bào);2007年

5 劉霞;拉曼激光能探出癌癥初發(fā)跡象[N];科技日報(bào);2010年

6 記者張輝;也拉曼水庫建設(shè)項(xiàng)目將正式簽約[N];阿勒泰日報(bào);2010年

7 記者 張彥莉　彭文明;也拉曼水庫加緊建設(shè)[N];新疆日報(bào)(漢);2011年

8 記者 郝靜;水庫改變也拉曼人生活[N];阿勒泰日報(bào)(漢);2010年

9 杜文杰;美利堅(jiān)防線堅(jiān)固嗎？[N];中國體育報(bào);2006年

10 記者 張愎　實(shí)習(xí)記者 張嵐;賽思·卡拉曼：未來20年股市可能“零回報(bào)”[N];第一財(cái)經(jīng)日報(bào);2011年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 沈洪斌;基于晶體受激拉曼散射的雙波長激光器與新型鈉黃光激光器研究[D];山東大學(xué);2015年

2 阮華;在線拉曼分析系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與工業(yè)應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2012年

3 徐洋;多波長皮秒受激拉曼激光的研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2014年

4 蘇樂;拉曼散射技術(shù)在單細(xì)胞檢測中的應(yīng)用[D];武漢大學(xué);2013年

5 臧可;高階光纖拉曼放大器的特性研究[D];北京郵電大學(xué);2013年

6 李占龍;β-胡蘿卜素分子結(jié)構(gòu)有序性對拉曼散射截面影響的研究[D];吉林大學(xué);2009年

7 王煥茹;分子拉曼峰強(qiáng)中的電子結(jié)構(gòu)信息與激發(fā)振動態(tài)共振的研究[D];清華大學(xué);2006年

8 李遵云;分子拉曼散射和吸收光譜中若干新問題的理論和實(shí)驗(yàn)研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2007年

9 衛(wèi)來;高速量熱—拉曼聯(lián)用技術(shù)及相分離動力學(xué)的高速量熱法探究[D];南京大學(xué);2014年

10 李海波;基于表面等離子體調(diào)控的拉曼與熒光角度分辨光譜的研究與應(yīng)用[D];吉林大學(xué);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙澤鋼;直拉硅單晶壓痕位錯的運(yùn)動[D];浙江大學(xué);2015年

2 朱莎;靜電相互作用的固相微萃取與表面增強(qiáng)拉曼聯(lián)用技術(shù)用于陰離子型污染物的現(xiàn)場檢測[D];山東大學(xué);2015年

3 李志成;表面增強(qiáng)拉曼光譜檢測β受體激動劑的研究[D];廣西大學(xué);2015年

4 祁新迪;新型拉曼探針的制備及其在腫瘤標(biāo)志物檢測中的應(yīng)用[D];青島科技大學(xué);2015年

5 武艷英;表面增強(qiáng)拉曼信號放大傳感分析方法在重大疾病相關(guān)活性分子檢測中的應(yīng)用[D];青島科技大學(xué);2015年

6 鄭栓;拉曼活性銀基底的制備與表征[D];揚(yáng)州大學(xué);2015年

7 甘清;清末蟠龍郵票印刷材料無損鑒定[D];北京印刷學(xué)院;2016年

8 隋永濵;基于介孔二氧化鈦的拉曼生物傳感器的研究[D];青島科技大學(xué);2016年

9 李敬鈺;基于介孔二氧化鈦復(fù)合材料拉曼免疫傳感器的研究及介孔二氧化錫光電性質(zhì)初探[D];青島科技大學(xué);2015年

10 翟瀟墨;表面增強(qiáng)拉曼信號放大生物傳感方法在生物活性分子檢測中的應(yīng)用[D];青島科技大學(xué);2016年

本文編號：991852