本文關(guān)鍵詞：基于介孔二氧化鈦的拉曼生物傳感器的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文以介孔二氧化鈦為拉曼響應(yīng)分子,結(jié)合納米金技術(shù),制備了新型的介孔二氧化鈦拉曼探針�；谶m體與靶分子的特異性識(shí)別特性,利用聚合酶、剪切酶等工具酶的循環(huán)放大作用及DNA自組裝技術(shù),構(gòu)建了一系列的放大反應(yīng)體系,并將制備的新型拉曼探針與放大技術(shù)相結(jié)合,以表面增強(qiáng)拉曼散射技術(shù)為檢測(cè)手段,建立了高靈敏度、高選擇性檢測(cè)靶DNA,Ramos細(xì)胞以及凝血酶的檢測(cè)方法,進(jìn)一步促進(jìn)了表面增強(qiáng)拉曼光譜在生物分析領(lǐng)域的應(yīng)用。本論文主要進(jìn)行了以下三個(gè)方面的研究::1.建立了一種基于介孔二氧化鈦的拉曼標(biāo)記物,利用透射電鏡(TEM)、氮?dú)馕?脫附、XRD衍射、UV-Vis、拉曼光譜等對(duì)介孔二氧化鈦以及制備的拉曼標(biāo)記物進(jìn)行了表征。在介孔二氧化鈦表面引入氨基;金納米粒子引入羧基,二者生成酰胺鍵(-NH-CO-)制備出拉曼標(biāo)記物。巰基修飾的DNA通過(guò)金硫鍵結(jié)合到金納米離子上,當(dāng)溶液中存在靶DNA時(shí),就會(huì)形成拉曼標(biāo)記物-靶DNA-磁珠的三明治結(jié)構(gòu),最終得到拉曼標(biāo)記物的信號(hào)強(qiáng)度與靶DNA的濃度存在線性關(guān)系,檢測(cè)限為0.77×10-15 mol/L。該標(biāo)記物實(shí)現(xiàn)了靶DNA的快速,高靈敏度檢測(cè),在DNA等寡核苷酸的檢測(cè)中有很大應(yīng)用空間。2.基于鎖式探針滾環(huán)指數(shù)循環(huán)放大技術(shù),以介孔二氧化鈦為拉曼標(biāo)記物,設(shè)計(jì)了一種新型的工具酶循環(huán)放大SERS檢測(cè)靶DNA以及Romas細(xì)胞的方法。鎖式探針由一段與靶DNA序列互補(bǔ)的DNA以及一個(gè)剪切酶識(shí)別位點(diǎn)組成,以靶DNA為模板,通過(guò)線性滾動(dòng)循環(huán)反應(yīng)產(chǎn)生許多靶DNA,這些靶DNA會(huì)引發(fā)下一個(gè)循環(huán)反應(yīng),產(chǎn)生更多的靶DNA,從而放大拉曼信號(hào),實(shí)驗(yàn)中對(duì)靶DNA的檢測(cè)限可達(dá)3.6×10-18 mol/L。采用相應(yīng)的適體,將該方法用于Ramos細(xì)胞的檢測(cè),進(jìn)一步驗(yàn)證了檢測(cè)體系的實(shí)用性。該方法操作簡(jiǎn)單,線性范圍寬,靈敏度高,選擇性好,適用于復(fù)雜生物樣品中DNA以及Ramos細(xì)胞的分析,為生物學(xué)研究、基因檢測(cè)以及臨床診斷提供了有效的分析手段。3.本實(shí)驗(yàn)基于介孔二氧化鈦為拉曼標(biāo)記物,結(jié)合DNA自組裝技術(shù)以及表面增強(qiáng)拉曼光譜,設(shè)計(jì)了一種超靈敏的檢測(cè)凝血酶,DNA以及Ramos細(xì)胞的方法�；パa(bǔ)雜交的兩條DNA以及適體DNA分別固定到金納米離子上,當(dāng)DNA互補(bǔ)雜交時(shí),金納米粒子團(tuán)聚到一起,從而使拉曼標(biāo)記物介孔二氧化鈦聚集到一起,同時(shí),用適體識(shí)別DNA修飾磁珠,當(dāng)溶液中存在靶分子時(shí),就會(huì)形成拉曼標(biāo)記物-靶分子-磁珠的三明治結(jié)構(gòu)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn),DNA自組裝之后拉曼信號(hào)分子對(duì)同一濃度的生物分子的檢測(cè)的響應(yīng)信號(hào)強(qiáng)度更高,檢測(cè)限更低。團(tuán)聚后的拉曼信標(biāo)分子對(duì)凝血酶的檢測(cè)限為4.78×10-16 mol/L,對(duì)靶DNA檢測(cè)的檢測(cè)限為4.01×10-15 mol/L,對(duì)Ramos細(xì)胞的檢測(cè)限為5個(gè)。這為癌癥的臨床醫(yī)療診斷和其在腫瘤發(fā)展階段的機(jī)理研究提供更多的幫助。
【關(guān)鍵詞】：介孔二氧化鈦 DNA生物傳感器 表面增強(qiáng)拉曼光譜 信號(hào)放大
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ134.11;TP212.3
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 前言10-31
• 1.1 介孔材料10-20
• 1.1.1 介孔材料的概述10-11
• 1.1.2 介孔材料的分類11-12
• 1.1.3 介孔二氧化鈦12-16
• 1.1.3.1 二氧化鈦的晶體結(jié)構(gòu)12-13
• 1.1.3.2 介孔二氧化鈦的合成方法13-16
• 1.1.4 介孔二氧化鈦的光催化原理16-18
• 1.1.5 介孔二氧化鈦的應(yīng)用18-20
• 1.2 DNA生物傳感器20-26
• 1.2.1 莖環(huán)結(jié)構(gòu)的DNA21-22
• 1.2.2 DNA適體22-24
• 1.2.3 用于信號(hào)放大的單鏈DNA24-25
• 1.2.4 DNA雙螺旋25
• 1.2.5 DNA傳感器的應(yīng)用前景25-26
• 1.3 表面增強(qiáng)拉曼散射光譜26-30
• 1.3.1 表面增強(qiáng)拉曼光譜概述26
• 1.3.2 表面增強(qiáng)拉曼光譜原理26-27
• 1.3.3 表面增強(qiáng)拉曼光譜標(biāo)記物27-28
• 1.3.4 表面增強(qiáng)拉曼光譜在生物分析中的應(yīng)用28-30
• 1.3.4.1 通過(guò)表面增強(qiáng)拉曼光譜檢測(cè)DNA/RNA28-29
• 1.3.4.2 表面增強(qiáng)拉曼光譜在免疫檢測(cè)中的應(yīng)用29
• 1.3.4.3 表面增強(qiáng)拉曼光譜在檢測(cè)蛋白質(zhì)定性方面的應(yīng)用29-30
• 1.4 本論文的研究?jī)?nèi)容及意義30-31
• 2 基于介孔二氧化鈦的新型拉曼生物傳感器的研制31-44
• 2.1 引言31
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分31-34
• 2.2.1 試劑和儀器31-32
• 2.2.1.1 試劑31-32
• 2.2.1.2 儀器32
• 2.2.2 金納米顆粒的制備32-33
• 2.2.3 介孔二氧化鈦的制備33
• 2.2.4 介孔二氧化鈦表面的氨基修飾33
• 2.2.5 拉曼條碼的制備33-34
• 2.2.6 DNA修飾的磁性微球的制備34
• 2.2.7 靶DNA的檢測(cè)34
• 2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論34-43
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)原理34-35
• 2.3.2 拉曼標(biāo)記物的電鏡表征35
• 2.3.3 納米介孔TiO_2的XRD表征35-36
• 2.3.4 N_2吸附-脫附實(shí)驗(yàn)表征36-37
• 2.3.5 標(biāo)記物的拉曼表征37-38
• 2.3.6 拉曼標(biāo)記物的紫外表征38-39
• 2.3.7 實(shí)驗(yàn)的可行性研究39
• 2.3.8 修飾磁珠的DNA濃度優(yōu)化39-40
• 2.3.9 制備條碼所用的DNA濃度優(yōu)化40-41
• 2.3.10 選擇性實(shí)驗(yàn)41-42
• 2.3.11 靶DNA的線性檢測(cè)42-43
• 2.4 本章小結(jié)43-44
• 3 基于酶循環(huán)放大SERS檢測(cè)DNA以及Ramos細(xì)胞的研究44-56
• 3.1 前言44
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分44-47
• 3.2.1 試劑與儀器44-46
• 3.2.1.1 試劑44-45
• 3.2.1.2 儀器設(shè)備45-46
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)方法46-47
• 3.2.2.1 金納米顆粒的制備46
• 3.2.2.2 氨基修飾的介孔二氧化鈦的制備46-47
• 3.2.2.3 DNA修飾的磁性微球的制備47
• 3.2.2.4 條碼的制備47
• 3.2.2.5 工具酶循環(huán)放大47
• 3.2.2.6 目標(biāo)分子的檢測(cè)47
• 3.3 結(jié)果分析47-55
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)原理47-49
• 3.3.2 凝膠電泳實(shí)驗(yàn)49-50
• 3.3.3 條碼的透射電鏡表征50
• 3.3.4 聚合酶用量的優(yōu)化50-51
• 3.3.5 剪切酶用量的優(yōu)化51-52
• 3.3.6 溫度優(yōu)化52
• 3.3.7 反應(yīng)時(shí)間優(yōu)化52-53
• 3.3.8 DNA工作曲線53-54
• 3.3.9 檢測(cè)Ramos細(xì)胞的工作曲線54-55
• 3.3.10 Ramos細(xì)胞的選擇性研究55
• 3.4 本章小結(jié)55-56
• 4 基于DNA自組裝放大信號(hào)檢測(cè)多種生物分子的研究56-71
• 4.1 前言56-57
• 4.257-59
• 4.2.1 試劑和儀器57-58
• 4.2.1.1 試劑57-58
• 4.2.1.2 儀器設(shè)備58
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)方法58-59
• 4.2.2.1 金納米顆粒的制備58
• 4.2.2.2 氨基修飾的介孔二氧化鈦的制備58-59
• 4.2.2.3 DNA修飾的磁性微球的制備59
• 4.2.2.4 條碼的制備59
• 4.2.2.5 目標(biāo)分子的檢測(cè)59
• 4.3 結(jié)果與討論59-70
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)原理59-61
• 4.3.2 拉曼標(biāo)記物的透射電鏡表征61-62
• 4.3.3 可行性實(shí)驗(yàn)62
• 4.3.4 修飾磁珠的DNA濃度的優(yōu)化62-63
• 4.3.5 修飾金納米粒子的DNA的比例的優(yōu)化63-64
• 4.3.6 反應(yīng)時(shí)間的優(yōu)化64
• 4.3.7 未團(tuán)聚拉曼標(biāo)記物檢測(cè)凝血酶64-65
• 4.3.8 團(tuán)聚拉曼標(biāo)記物檢測(cè)凝血酶65-66
• 4.3.9 未團(tuán)聚拉曼標(biāo)記物檢測(cè)靶DNA66-67
• 4.3.10 團(tuán)聚的拉曼標(biāo)記物檢測(cè)靶DNA67-68
• 4.3.11 未團(tuán)聚拉曼標(biāo)記物檢測(cè)Ramos細(xì)胞68
• 4.3.12 團(tuán)聚拉曼標(biāo)記物檢測(cè)Ramos細(xì)胞68-69
• 4.3.13 團(tuán)聚拉曼標(biāo)記物檢測(cè)Ramos細(xì)胞選擇性研究69-70
• 4.4 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論71-72
• 參考文獻(xiàn)72-78
• 致謝78-79
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄79-80

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本文編號(hào)：257005