核酸是重要的生物分子,核酸序列的微小改變可能導(dǎo)致疾病的發(fā)生。某種疾病可能不只與一種核酸有關(guān),因此能夠?qū)Χ喾N核酸同時(shí)精確檢測(cè)至關(guān)重要。表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)是一項(xiàng)分子光譜技術(shù),能為多種分析物提供可區(qū)分的拉曼指紋峰,可用于同時(shí)檢測(cè)多種核酸。眾所周知,銀基底的SERS信號(hào)較強(qiáng)但不穩(wěn)定,然而金-銀雙金屬納米粒子則能解決上述問(wèn)題。本文主要有如下兩部分的研究?jī)?nèi)容。第一部分是合成兩種SERS活性基底:Au@Ag核殼納米雪人和等離子體金島基底,簡(jiǎn)稱Au@Ag納米雪人和金基底。Au@Ag納米雪人通過(guò)DNA在Au核上引導(dǎo)Ag殼生長(zhǎng),形成均勻的類似于“雪人”形狀的納米結(jié)構(gòu)。在Au@Ag納米雪人上分別修飾三種巰基拉曼染料(MPY,NBT,MBN),制備成三種SERS標(biāo)簽,分別產(chǎn)生1004 cm-1 1335 cm-1,2226 cm-1的特征峰信號(hào)。金基底通過(guò)種子引導(dǎo)方式合成,表面具有很多納米結(jié)構(gòu)的金島,產(chǎn)生很高的SERS信號(hào),結(jié)合打孔的PDMS膜,可制備成反應(yīng)容器。第二部分將前面提到的兩種SERS基底用于多個(gè)核酸的同時(shí)檢測(cè)。制備的SERS標(biāo)簽和金基底分別進(jìn)行巰基DNA修飾,形成信號(hào)探針和捕獲探針,通過(guò)三明治雜交的策略,超靈敏同時(shí)檢測(cè)三種前列腺癌相關(guān)的基因(miDNA-141,miDNA-21,miDNA-7d)。設(shè)計(jì)的傳感器靈敏度高,檢測(cè)限低至0.839 fM(3N/S);特異性好,能顯著區(qū)分單堿基錯(cuò)配與雙堿基錯(cuò)配;抗干擾能力強(qiáng),在20%人血清中仍達(dá)到很好的檢測(cè)效果。
【學(xué)位單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：O657.37;R440
【部分圖文】：

Ｉ?．??Ｋ－Ｉ＾ｎＮ??圖１．１?ＤＮＡ雙螺旋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖９??ＤＮＡ堿基序列蘊(yùn)含著生物聚合物巨大的結(jié)構(gòu)和功能信息，如圖１．２，兩種嘌??呤和兩種嘧啶是構(gòu)建生物聚合物的模塊，為核酸的結(jié)構(gòu)和功能提供指導(dǎo)信息１（）。??Ａ－Ｔ和Ｇ－Ｃ堿基互補(bǔ)配對(duì)形成雙鏈ＤＮＡ結(jié)構(gòu)，適當(dāng)?shù)膲A基對(duì)可形成ＤＮＡ三鏈??結(jié)構(gòu)ｎ。富含Ｇ堿基和Ｃ堿基的單鏈核酸也可自組裝形成Ｇ－四鏈體１２和ｉ－ｍｏｔｉｆ１３??結(jié)構(gòu)。金屬離子也可通過(guò)形成Ｔ－Ｈｇ２＋－Ｔ１４和Ｃ－Ａｇ＋－Ｃ１５橋接結(jié)構(gòu)穩(wěn)定ＤＮＡ雙鏈。??人工雜環(huán)堿基也可插入核酸結(jié)構(gòu)中導(dǎo)致由各種各樣金屬離子橋接的ＤＮＡ雙鏈結(jié)??構(gòu)｜６。與ＤＮＡ／ＲＮＡ反應(yīng)的酶，比如可復(fù)制ＤＮＡ的聚合酶和逆轉(zhuǎn)錄酶，可延長(zhǎng)??單鏈核酸的端粒酶，可在特定序列剪切ＤＮＡ的內(nèi)切酶和Ｎｉｃｋ酶等，提供了一??個(gè)獨(dú)特的用來(lái)操控ＤＮＡ的酶的“工具箱”?１（）。酶庫(kù)與自動(dòng)化學(xué)方法結(jié)合可合成??任一?ＤＮＡ序列，通過(guò)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（ＰＣＲ）復(fù)制產(chǎn)物，能夠大量制備各種??ＤＮＡ序列，再結(jié)合巧妙的有機(jī)合成方法，用于制備新的核苷酸堿基ｎ。ＤＮＡ的??易于合成及類似物的制備

檢測(cè)２７：?Ｃｈｅｎｇ等人采取金納米淬滅與競(jìng)爭(zhēng)的策略檢測(cè)低豐度的ｍｉＲＮＡ－２０５，檢??測(cè)限達(dá)到３．８ｐＭ２８；?Ｗａｎｇ等人２９也采取金納米淬滅的方式檢測(cè)ｍｉＲＮＡ－１５５，檢??測(cè)限低至３３．４?ｆＭ，它的改進(jìn)之處在于增加了?ＤＳＮ酶的循環(huán)放大作用，如圖１．３??所示，帶正電荷的金納米通過(guò)靜電作用淬滅了銀簇的熒光，ｍｉＲＮＡ－１５５與銀簇??模板的一段序列互補(bǔ)配對(duì)，在ＤＳＮ酶的剪切作用下，銀簇被釋放，焚光點(diǎn)亮。??￣－?／＼ｚｗ＞?—－￣??ＮａＢＨ４???八＇???圖１．３基于銀簇和ＤＳＮ酶核酸放大策略熒光檢測(cè)ｍｉＲＮＡ－１５５２９。??３??

不同發(fā)射波長(zhǎng)的銀簇為讀出信號(hào)，同時(shí)檢測(cè)多種ＤＮＡ，靶標(biāo)檢測(cè)限為２５?ｎＭ。??同年同一課題組３１利用合成的金屬雙硫分子納米片（ＴＭＤ?ＮＳｓ，包括ＭｏＳ２，?ＴｉＳ２??和ＴａＳ２）作為納米傳感平臺(tái)，靈敏檢測(cè)多個(gè)ＤＮＡ。如圖１．４?Ａ所示，染料標(biāo)記??的探針單鏈ＤＮＡ通過(guò)堿基與ＮＳｓ基面之間的范德華力吸附在ＴＭＤ?ＮＳｓ上，熒??光淬滅；靶標(biāo)存在時(shí)，探針與靶標(biāo)互補(bǔ)配對(duì)，堿基被帶負(fù)電荷的磷酸骨架保護(hù)，??范德華力減弱，探針從納米片脫離，熒光淬滅減弱，從而定量靶標(biāo)ＤＮＡ，兩種??靶標(biāo)ＤＮＡ的檢測(cè)限是５?ｎＭ和１０?ｎＭ。Ｔａｎ等人３２采取與Ｗａｎｇ等人３１相似的??淬滅劑淬滅熒光染料的原理，利用一種陽(yáng)離子茈二酰亞胺（ＰＤＩ）衍生物作為??多種陰離子寡核苷酸上標(biāo)記的熒光染料（ＦＡＭ，ＴＡＭＲＡ和Ｃｙ５）的淬滅劑，??輔以外切酶ＩＩＩ循環(huán)放大靶標(biāo)策略，設(shè)計(jì)了基于熒光法同時(shí)檢測(cè)多種ＤＮＡ的生物??傳感器，增加了核酸放大策略后，靶標(biāo)檢測(cè)限低至２０ｐＭ?（圖１．４Ｂ）。??Ａ?ＴＭＤ?ＮＳｔ??Ｔ１?ｘｘｘｘ??ｙｘｙｘｖ??ｙＸＶＸＮ
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