發(fā)布時(shí)間：2021-01-09 06:48

　　水環(huán)境是地球生物圈的重要組成部分,與生命生存與繁衍息息相關(guān)。當(dāng)前,水環(huán)境面臨復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)性問(wèn)題和嚴(yán)峻污染問(wèn)題。如水產(chǎn)養(yǎng)殖中的病原菌（如嗜水氣單胞菌和遲緩愛(ài)德華氏菌）泛濫不僅造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,而且危害食用魚(yú)類(lèi)健康并間接影響人體健康。此外,人類(lèi)活動(dòng)產(chǎn)生的有毒金屬離子排放,不僅對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了難以修復(fù)的影響,而且對(duì)人體也造成嚴(yán)重危害。但是,針對(duì)它們的現(xiàn)有分析方法存在耗時(shí)、成本高昂、靈敏度低、功能單一、不能區(qū)分價(jià)態(tài)、難以實(shí)現(xiàn)范圍可調(diào)檢測(cè)等問(wèn)題。本論文基于氧化石墨烯（GO）納米片和羥基氧化鈷（CoOOH）納米片等二維納米材料為平臺(tái),利用其優(yōu)異的熒光猝滅能力和對(duì)不同構(gòu)型DNA結(jié)合能力的差異,聯(lián)合標(biāo)記熒光染料的DNA探針（如適配體和堿基序列可變的DNA等）的分子識(shí)別、序列可變與信息編碼能力,構(gòu)建了DNA熒光傳感系統(tǒng),用于魚(yú)類(lèi)病原菌的高靈敏檢測(cè)和金屬離子的價(jià)態(tài)區(qū)分與動(dòng)態(tài)可調(diào)分析,并實(shí)現(xiàn)了魚(yú)類(lèi)病原菌感染鯽魚(yú)后的活體成像診斷。此外,因分子級(jí)系統(tǒng)具有自下而上自組裝能力,近年來(lái)利用分子執(zhí)行邏輯計(jì)算與信息處理的研究方興未艾。為拓展分子信息處理系統(tǒng)的應(yīng)用范圍,我們還將上述分子系統(tǒng)用于邏輯計(jì)算和信息隱藏與... 

【文章來(lái)源】：湖南師范大學(xué)湖南省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：99 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

基于納米材料結(jié)合識(shí)別元件制備納米探針檢測(cè)和感知細(xì)菌的示意圖

圖 1-2 SELEX 技術(shù)原理圖。Fig. 1-2 Scheme of SELEX technology.1.4.3 適配體在構(gòu)建生物傳感器方面的應(yīng)用基于上述適配體的諸多優(yōu)良特性，使其在構(gòu)建生物傳感器進(jìn)行生物檢測(cè)方面具有廣泛應(yīng)用[108, 109]。其中基于熒光分析的方法具有高靈敏度和選擇性，是生化分析中最常使用的檢測(cè)方法之一。構(gòu)建基于熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)原理的適配體熒光傳感器是近年來(lái)研究的熱點(diǎn)之一[110]。Jhaveri[111]等設(shè)計(jì)了兩種熒光基團(tuán)標(biāo)記的適配體用于檢測(cè) ATP。作者在 DNA適配體的鳥(niǎo)嘌呤 G7堿基和 G8之間修飾熒光素，或用吖啶熒光團(tuán)修飾 RNA 適配體中的腺嘌呤 A13。當(dāng)加入 ATP 時(shí)，適配體熒光強(qiáng)度隨著 ATP 濃度的增加而升高，并且可以用于定量分析。Wang 課題組[112, 113]使用適配體功能化的磁納米顆粒結(jié)合雙色上轉(zhuǎn)換熒光檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了鼠傷寒沙門(mén)氏菌(Salmonella typhimurium)和金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的同時(shí)檢測(cè)，該方法對(duì)這兩種菌的檢測(cè)

圖 1-3 基本邏輯運(yùn)算的邏輯符號(hào)及真值表[130]。Fig. 1-3 Logical symbols and true values of the basic logic operations[130].DNA 作為生物體主要的遺傳物質(zhì)，對(duì)生物體的繁衍起著至關(guān)重要的 分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)以及其堿基互補(bǔ)配對(duì)原則為構(gòu)建 DNA 分子邏輯要的理論依據(jù)[131]。DNA 分子邏輯門(mén)是運(yùn)用計(jì)算機(jī)邏輯門(mén)的原理，在的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)和編碼，把 DNA 分子作為生化材料，依據(jù)相應(yīng)的行邏輯門(mén)的運(yùn)算[132]。其輸入與輸出對(duì)象是在分子或超分子水平上實(shí)兩個(gè)以上的復(fù)雜操作，輸出信號(hào)就是操作所得到相應(yīng)的邏輯信號(hào)，而用于“1”和“0”二進(jìn)制布爾邏輯運(yùn)算，從而實(shí)現(xiàn) DNA 分子水平上的數(shù)學(xué)來(lái)已有一些科學(xué)家利用 DNA 邏輯門(mén)構(gòu)建了諸如復(fù)雜布爾邏輯電路[124系統(tǒng)[133, 134]、模糊邏輯系統(tǒng)[135]和可逆邏輯門(mén)[136]等系統(tǒng)，并將其用于傳感[137]、智能分子搜索[138]和藥物靶向遞送[139, 140]等領(lǐng)域，如圖 1-4 所一些基于分子邏輯門(mén)在分子檢測(cè)及成像方面的應(yīng)用。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]基于多肽與金屬離子作用的一種高選擇性Cd2+熒光比率傳感器[J]. 王召璐,馮慧云,李艷,許濤,薛澤春,李連之.  無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(10)
[4]基于數(shù)字PCR的單分子DNA定量技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 李亮,隋志偉,王晶,臧超,余笑波.  生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展. 2012(10)

博士論文
[1]仿生構(gòu)建生物邏輯系統(tǒng)和生物傳感平臺(tái)的研究[D]. 李永.湖南大學(xué) 2016
[2]基于微流控芯片的免疫傳感器和蛋白質(zhì)組學(xué)研究[D]. 王慧香.復(fù)旦大學(xué) 2011

碩士論文
[1]基于電化學(xué)檢測(cè)的DNA分子邏輯門(mén)及邏輯運(yùn)算器的構(gòu)建[D]. 張笛.寧夏大學(xué) 2017
[2]嗜水氣單胞菌和遲緩愛(ài)德華菌適體的SELEX篩選[D]. 王雷.集美大學(xué) 2012



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