本文關(guān)鍵詞：基于生物條形碼末端延伸技術(shù)的電化學(xué)生物傳感器

  更多相關(guān)文章： 電化學(xué)生物傳感器 納米生物條形碼 末端延伸技術(shù) DNA CEA

【摘要】：基于腫瘤生物標(biāo)志物分子(如腫瘤相關(guān)DNA和蛋白質(zhì))的診斷技術(shù)在腫瘤的早期診斷中具有重要意義,與常用的腫瘤診斷方法比可更早實(shí)現(xiàn)診斷。然而這些生物標(biāo)志物在臨床樣本中的含量極低,因此,開發(fā)靈敏度高和特異性強(qiáng)的檢測(cè)技術(shù)很有必要。電化學(xué)生物傳感器具有快速、高效、高靈敏度、構(gòu)造簡(jiǎn)單、易于操作、便于小型化和規(guī)�；葍�(yōu)點(diǎn),具有早期快速診斷的潛力,因此備受關(guān)注。為提高生物標(biāo)志物的檢測(cè)靈敏度,本論文設(shè)計(jì)和研究了基于核酸末端延伸放大技術(shù)的電化學(xué)DNA傳感器和適體傳感器。具體內(nèi)容如下：一、基于核酸末端延伸放大的電化學(xué)DNA傳感器構(gòu)建了納米生物條形碼,結(jié)合核酸末端延伸反應(yīng)和氧化還原酶對(duì)DNA檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大,實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)DNA的高靈敏度檢測(cè)。納米生物條形碼由金納米粒子和5'端巰基標(biāo)記信號(hào)探針組裝而成。當(dāng)目標(biāo)DNA存在時(shí),組裝在金電極表面的3’端巰基標(biāo)記捕獲探針、目標(biāo)DNA和納米生物條形碼結(jié)合形成夾心結(jié)構(gòu),然后在信號(hào)探針DNA的3'端以生物素標(biāo)記dATP為底物進(jìn)行末端延伸反應(yīng),延伸的長(zhǎng)鏈上標(biāo)記的生物素可與親和素標(biāo)記辣根過氧化物酶(Horseradish Peroxidase, HRP)結(jié)合,通過檢測(cè)HRP催化底物產(chǎn)生的電化學(xué)信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)DNA的高靈敏檢測(cè)。條件優(yōu)化后該傳感器檢測(cè)下限低于10finol/L,檢測(cè)范圍達(dá)到9個(gè)數(shù)量級(jí),具有較高靈敏度,能夠識(shí)別單個(gè)堿基錯(cuò)配,并且在血清模擬樣本中也有較高的檢出率。為了更進(jìn)一步提高電化學(xué)DNA傳感器的性能,利用末端延伸酶構(gòu)建超分子DNA網(wǎng),并以此實(shí)現(xiàn)了DNA的高靈敏度檢測(cè)。組裝在金電極表面的捕獲探針捕獲目標(biāo)DNA后能提供3'末端,在末端延伸酶的催化作用下以生物素標(biāo)記dATP為底物進(jìn)行末端延伸反應(yīng),然后將末端延伸的長(zhǎng)鏈與支鏈DNA進(jìn)行雜交反應(yīng)并提供更多3'末端,交替進(jìn)行末端延伸和支鏈雜交過程,在多次循環(huán)結(jié)束后加入親和素標(biāo)記HRP,檢測(cè)HRP催化底物產(chǎn)生的電化學(xué)信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)DNA的高靈敏檢測(cè)。所設(shè)計(jì)的超分子DNA網(wǎng)上布滿生物素,對(duì)DNA的檢測(cè)下限達(dá)到10fmol/L,在10fnol/L-100pmol/L的檢測(cè)范圍內(nèi)呈線性,并且能夠識(shí)別單個(gè)堿基錯(cuò)配,具有較好的血清樣本檢出率。二、基于核酸末端延伸放大的電化學(xué)適體傳感器構(gòu)建了雙核酸適體夾心法的電化學(xué)適體傳感器,利用核酸末端延伸技術(shù)和氧化還原酶對(duì)癌胚抗原(Carcinoembryonic Antigen, CEA)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大。兩條核酸適體可同時(shí)與CEA結(jié)合形成夾心結(jié)構(gòu),其中一條通過3'端巰基標(biāo)記組裝在金電極表面可特異性捕獲CEA,另一條為未修飾的核酸適體信號(hào)探針；然后在核酸適體信號(hào)探針3'末端進(jìn)行延伸反應(yīng),延伸出標(biāo)記多個(gè)生物素的長(zhǎng)鏈與親和素標(biāo)記HRP結(jié)合,檢測(cè)HRP催化底物產(chǎn)生的電化學(xué)信號(hào)實(shí)現(xiàn)CEA的定量檢測(cè)。該傳感器對(duì)CEA分子的檢測(cè)下限低于10pg/mL,檢測(cè)范圍達(dá)到了6個(gè)數(shù)量級(jí),并且具有較高的選擇性和血清模擬樣本檢出率。在上述工作基礎(chǔ)上,構(gòu)建基于納米生物條形碼和核酸末端延伸技術(shù)的電化學(xué)適體傳感器,進(jìn)一步提高CEA的檢測(cè)靈敏度。5'端巰基標(biāo)記的核酸適體信號(hào)探針通過金-硫鍵自組裝到金納米粒子表面而形成納米生物條形碼。組裝在金電極表面的3'端巰基標(biāo)記核酸適體捕獲探針、CEA和納米生物條形碼形成夾心結(jié)構(gòu),然后在核酸適體信號(hào)探針的3'端進(jìn)行延伸反應(yīng)生成多條標(biāo)記生物素的長(zhǎng)鏈DNA,結(jié)合親和素標(biāo)記HRP,檢測(cè)HRP催化底物產(chǎn)生的電化學(xué)信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)CEA的檢測(cè)。所構(gòu)建的傳感器實(shí)現(xiàn)了CEA的高靈敏度檢測(cè),檢測(cè)下限低于100fg/mL,檢測(cè)范圍達(dá)到了8個(gè)數(shù)量級(jí),并且具有較好的選擇性和血清模擬樣本檢出率。
【關(guān)鍵詞】：電化學(xué)生物傳感器 納米生物條形碼 末端延伸技術(shù) DNA CEA
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O657.1;TP212.3
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 1 緒論12-34
• 1.1 核酸擴(kuò)增技術(shù)在生物檢測(cè)方面的應(yīng)用13-24
• 1.1.1 聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)13-16
• 1.1.2 常用等溫核酸擴(kuò)增技術(shù)16-24
• 1.2 納米技術(shù)在生物檢測(cè)方面的應(yīng)用24-33
• 1.2.1 幾種常見納米材料24-27
• 1.2.2 金納米粒子27-28
• 1.2.3 納米生物條形碼28-33
• 1.3 研究目的和意義33
• 1.4 研究?jī)?nèi)容33-34
• 2 基于納米生物條形碼和末端延伸技術(shù)的電化學(xué)DNA傳感器34-45
• 2.1 引言34
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分34-38
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑34-35
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器35-36
• 2.2.3 所需溶液36
• 2.2.4 納米生物條形碼的制備36
• 2.2.5 基于納米生物條形碼和末端延伸技術(shù)的電化學(xué)DNA傳感器的制備36-38
• 2.3 結(jié)果與討論38-44
• 2.3.1 基于納米生物條形碼和末端延伸技術(shù)的電化學(xué)DNA傳感器基本原理38
• 2.3.2 納米生物條形碼的制備結(jié)果38-39
• 2.3.3 基于納米生物條形碼和末端延伸技術(shù)的電化學(xué)DNA傳感器可行性分析39
• 2.3.4 基于納米生物條形碼和末端延伸技術(shù)的電化學(xué)DNA傳感器條件優(yōu)化39-42
• 2.3.5 基于納米生物條形碼和末端延伸技術(shù)的電化學(xué)DNA傳感器性能評(píng)價(jià)42-44
• 2.4 本章小結(jié)44-45
• 3 基于末端延伸酶構(gòu)建的超分子DNA網(wǎng)的電化學(xué)DNA傳感器45-55
• 3.1 引言45
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分45-47
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑45-46
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器46
• 3.2.3 所需溶液46
• 3.2.4 基于末端延伸酶構(gòu)建超分子DNA網(wǎng)的電化學(xué)DNA傳感器的制備46-47
• 3.3 結(jié)果與討論47-53
• 3.3.1 基于末端延伸酶構(gòu)建超分子DNA網(wǎng)的電化學(xué)DNA傳感器的基本原理47-48
• 3.3.2 基于末端延伸酶構(gòu)建超分子DNA網(wǎng)的電化學(xué)DNA傳感器可行性分析48-49
• 3.3.3 基于末端延伸酶構(gòu)建超分子DNA網(wǎng)的電化學(xué)DNA傳感器條件優(yōu)化49-52
• 3.3.4 基于末端延伸酶構(gòu)建超分子DNA網(wǎng)的電化學(xué)DNA傳感器性能評(píng)價(jià)52-53
• 3.4 本章小結(jié)53-55
• 4 基于雙核酸適體夾心法和末端延伸技術(shù)的電化學(xué)適體傳感器55-64
• 4.1 引言55
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分55-57
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑55-56
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器56
• 4.2.3 所需溶液56
• 4.2.4 基于雙核酸適體夾心法和末端延伸技術(shù)的電化學(xué)適體傳感器的制備56-57
• 4.3 結(jié)果與討論57-63
• 4.3.1 基于雙核酸適體夾心法和末端延伸技術(shù)的電化學(xué)適體傳感器的基本原理57-58
• 4.3.2 基于雙核酸適體夾心法和末端延伸技術(shù)的電化學(xué)適體傳感器可行性分析58
• 4.3.3 基于雙核酸適體夾心法和末端延伸技術(shù)的電化學(xué)適體傳感器條件優(yōu)化58-61
• 4.3.4 基于雙核酸適體夾心法和末端延伸技術(shù)的電化學(xué)適體傳感器性能評(píng)價(jià)61-63
• 4.4 本章小結(jié)63-64
• 5 基于納米生物條形碼和末端延伸技術(shù)的電化學(xué)適體傳感器64-74
• 5.1 引言64
• 5.2 實(shí)驗(yàn)部分64-67
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑64-65
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器65
• 5.2.3 所需溶液65-66
• 5.2.4 納米生物條形碼的制備66
• 5.2.5 基于納米生物條形碼和末端延伸技術(shù)的電化學(xué)適體傳感器的制備66-67
• 5.3 結(jié)果與討論67-73
• 5.3.0 基于納米生物條形碼和末端延伸技術(shù)的電化學(xué)適體傳感器的基本原理67
• 5.3.1 納米生物條形碼的制備結(jié)果67-68
• 5.3.2 基于納米生物條形碼和末端延伸技術(shù)的電化學(xué)適體傳感器可行性分析68
• 5.3.3 基于納米生物條形碼和末端延伸技術(shù)的電化學(xué)適體傳感器條件優(yōu)化68-72
• 5.3.4 基于納米生物條形碼和末端延伸技術(shù)的電化學(xué)適體傳感器性能評(píng)價(jià)72-73
• 5.4 本章小結(jié)73-74
• 結(jié)論74-76
• 致謝76-77
• 參考文獻(xiàn)77-86
• 附錄86-87

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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