【摘要】：多胺、核苷酸和硫醇等生物小分子在生物體液中的含量與人類健康息息相關,這些小分子常作為診斷疾病、監(jiān)測生物體生命活動的標志物,同時在維持生物體內的新陳代謝、組織修復、能量供應及信息傳遞等方面起著重要的作用。由于不同的小分子與不同的疾病相關聯(lián),所以對于同類小分子的選擇性檢測及區(qū)分顯得尤為重要。但是,由于同類生物小分子之間的結構十分相似,使得對它們進行高選擇性的檢測及簡單、準確的區(qū)分還存在一定的挑戰(zhàn)。因此,本文針對生物體液中同類小分子的選擇性檢測及區(qū)分開展了以下三個方面的研究:1、基于金納米棒(AuNRs)與四(4-磺酸苯基)卟啉(TPPS_4)之間的表面能量轉移(NSET)實現(xiàn)了尿液中精胺的選擇性檢測。AuNRs,作為一種新型的一維納米材料,具有優(yōu)良的光學性質,其吸收根據(jù)縱橫比的變化在可見到近紅外連續(xù)可調,并且其溶液顏色也隨之呈現(xiàn)出豐富的變化。這一優(yōu)點使其在化學、醫(yī)學等領域得到廣泛應用。在本研究中,基于帶正電的AuNRs和帶負電的TPPS_4之間的NSET,建立了一種高選擇性地檢測人尿液中精胺的方法。在酸性條件下,多陽離子精胺通過靜電作用力和溝槽結合力對小牛胸腺DNA(ctDNA)的陰離子磷酸骨架具有強親和力,使得AuNRs和TPPS_4之間通過靜電作用力靠近而發(fā)生能量轉移,導致TPPS_4的熒光猝滅。此外,猝滅的熒光強度值與精胺的濃度成正比,可在0.5-7.5μM的濃度范圍內監(jiān)測人尿中的精胺。該方法簡單、靈敏、省時,對癌癥早期診斷具有重要意義。2、基于AuNRs的腐蝕和主成分分析(PCA)對尿液中核苷酸類生物小分子進行區(qū)分。PCA,作為一種數(shù)據(jù)分析方法,其可以通過降維處理使分析的問題變得簡單。本文將四種不同徑向比的AuNRs作為區(qū)分陣列,同時結合PCA,建立了一種可視化區(qū)分十二種核糖核苷酸的方法。由于芬頓反應產生的羥基自由基對AuNRs進行腐蝕后,可使AuNRs的形狀由棒狀變成球形,同時其溶液顏色也會發(fā)生一系列的改變,而Fe~(2+)在芬頓反應中起著重要作用,當Fe~(2+)與核苷酸中的磷酸基團和堿基配位后,抑制了芬頓反應的發(fā)生,使其對AuNRs的腐蝕能力變弱或者消失。而不同的核苷酸由于結構的差異,與Fe~(2+)的配位能力不同,導致AuNRs被腐蝕的程度存在一定差距。從而達到可視化區(qū)分十二種核糖核苷酸的目的。同時該方法還能在復雜的生物樣品(人體尿液)中對核糖核苷酸進行區(qū)分。3、基于AuNRs的腐蝕和PCA對尿液中硫醇小分子進行檢測及區(qū)分。在本工作中,建立了一種檢測及區(qū)分硫醇小分子的傳感陣列,該陣列由AuNRs和四種金屬離子(Hg~(2+)、Pb~(2+)、Cu~(2+)、Ag~+)構成。芬頓反應的發(fā)生導致AuNRs被腐蝕,使AuNRs的形狀由棒狀變成球形,同時其溶液顏色也會隨之改變。然而,生物硫醇可通過Au-S鍵與AuNRs共價結合來抑制芬頓反應對AuNRs的腐蝕,達到檢測硫醇的目的。有趣的是,該過程可受到與生物硫醇具有高親和力的不同金屬離子的干擾,從而阻礙硫醇與AuNRs的結合,導致AuNRs被腐蝕。生物硫醇和金屬離子之間親和力的差異使得傳感陣列表現(xiàn)出與指紋相似的特征,因此可用于區(qū)分不同的硫醇。該策略結合了PCA和傳感陣列,實現(xiàn)了對硫醇快速、準確的檢測及區(qū)分。此外,該方法還可用于區(qū)分人尿樣中的硫醇小分子�？傊�,本論文以AuNRs為光學探針,基于AuNRs的表面能量轉移和腐蝕,結合PCA,建立了簡單、快速的檢測分析方法,實現(xiàn)了選擇性地檢測及區(qū)分尿液中不同的生物小分子。
【學位授予單位】：西南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：O614.123;TB383.1;R446.12
【圖文】：

西南大學碩士學位論文熒光染料、量子點、碳納米材料及貴金屬納米簇等。Tu 等的靜電作用，構建了一個核殼結構的自組裝平臺(圖 1.1)尿液中精胺的高選擇性檢測[24]。Chen 課題組選擇香豆素作素上修飾猝滅分子，香豆素與猝滅分子之間發(fā)生光誘導素的熒光猝滅。當加入 GSH 后，由于猝滅劑分子中的硝SH 之間發(fā)生特定的邁克爾加成反應，阻止了 PET 過程的復，該方法實現(xiàn)了癌細胞中的 GSH 成像檢測[25]。Li 等M 之間的 PET 構建了一個熒光開關，通過在 DNA 上修CeO2納米粒子之間的強親和力，DNA 吸附到納米粒子上發(fā)生能量轉移，熒光猝滅。但是當存在 ATP 后，由于其高的親和力，使修飾了 FAM 的 DNA 從納米粒子上脫落而達到檢測血液及尿液中 ATP 含量的目的[26]。

過這個信號差異，建立了區(qū)分細胞內的Cys/Hcy和GSH的方法[27]。如圖1.2所示，Sun 等人利用碳點與不同金屬離子親和力的差異，設計了三個陣列。當金屬離子與碳點作用后，碳點聚集導致其熒光猝滅，而加入不同的核苷酸或磷酸根離子后，核苷酸或磷酸根離子與金屬離子絡合，阻止了碳點的聚集導致其熒光恢復。利用區(qū)分對象與不同陣列之間作用的差異，結合 PCA 和 HCA 兩種數(shù)據(jù)處理方法，實

圖 1.3 基于 Ag+-TMB 體系檢測 GSH[28]Fig. 1.3 the Ag+-TMB system for the detection of GSH[28]4 pH 調節(jié)的 TPPS / Ln-UCNPs 雙模光學傳感陣列以區(qū)分磷酸鹽化. 1.4 A pH-regulated TPPS/Ln-UCNPs dual-mode optical sensor arradistinguishiment of phosphate compounds[30]法

【參考文獻】

相關博士學位論文 前1條

1 李春娟;芬頓法和類芬頓法對水中污染物的去除研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2009年

本文編號：2779963