【摘要】：納米材料由于其獨特的性質(zhì),在各個領(lǐng)域已經(jīng)引起了人們的關(guān)注。其中,貴金屬納米粒子因其良好的物理化學(xué)性質(zhì)和生物相容性在生化傳感、生物成像和生物監(jiān)測等方面得到廣泛開發(fā)和利用。利用局部表面等離子共振效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和貴金屬納米粒子的表面特征,結(jié)合高靈敏度的暗場成像技術(shù),對于細胞內(nèi)生物過程的分析和檢測有極其重要的意義,對相關(guān)疾病的發(fā)現(xiàn)、診斷和治療都提供了很好的思路,也表明該方向在分析化學(xué)領(lǐng)域有巨大的研究前景�；诖�,本論文對金納米顆粒進行了不對稱修飾,構(gòu)建了一系列穩(wěn)定的、性能良好的定向修飾探針,并對其特性和在生物分子中的應(yīng)用進行了探究,主要研究內(nèi)容如下:1.基于活化等離子體金納米粒子二聚體對細胞表面銅離子HER2蛋白的暗場原位成像分析:將AuNPs單體作為探針,在修飾后和目標結(jié)合,將會形成具有更高散射效率的可見等離子體二聚體。AuNPs二聚體是在水溶液中通過Cu~+催化疊氮化物和炔烴分別改性的AuNPs之間的點擊反應(yīng)形成的。將Au_1-N_3和Au_2-C≡C注入樣品后,構(gòu)建了大鼠血漿細胞中銅離子的暗場原位成像。為了對生物分子進行特異性檢測,我們構(gòu)建了DNA1/Au_1-N_3探針和Anti-HER2/Au_2-C≡C探針,通過暗場成像對細胞上的HER2蛋白進行檢測。Anti-HER2修飾的Au_2-C≡C可以特異性識別HER2蛋白,在靶蛋白上形成有效的LSPR區(qū)。通過控制滾圈擴增(RCA)產(chǎn)物與HER2蛋白特異性適配體的表達區(qū)匹配,DNA1/Au_1-N_3與RCA產(chǎn)物雜交,并且通過點擊反應(yīng)與Anti-HER2/Au_2-C≡C連接,從而得到了一種高效的可見等離子體聚合物。2.基于四嗪/反式環(huán)辛烯環(huán)加成反應(yīng)AuNPs聚合物對目標物的定量可視化測試和細胞內(nèi)的暗場原位成像:為了特異性識別ATP,選擇設(shè)計的DNA1(含有ATP適體序列)作為捕獲探針附著在磁珠(MB)上。MB/DNA1/DNA2/Au_1-(E)cyclooctene探針(MB/Au_1)由DNA1/DNA2雜交構(gòu)成。同時,這些MB/Au_1結(jié)構(gòu)形成空間位阻,以避免Au1上的-(E)cyclooctene與Au3上的-N_4之間的接觸。DNA1與ATP結(jié)合后,DNA2/Au_1-(E)cyclooctene從MB/Au_1探針中釋放出來,可與Au_3-N_4探針反應(yīng)生成AuNPs聚合物,導(dǎo)致AuNPs彼此接近并且顏色從粉紅色變?yōu)榛疑赃M行視覺量化。通過該策略,通過使用暗場顯微鏡,AuNPs的散射點顏色從綠色(AuNPs monmer)變?yōu)槌燃t色(AuNPs polymer)。該策略將廣泛用于生物成像和分析中納米粒子的鑒定和測定。3.基于可生物降解的MnO_2納米片的DNA酶的再循環(huán)擴增——靈敏檢測細胞內(nèi)微小RNA:構(gòu)建了一種多功能細胞信號放大方法,將可生物降解的MnO_2納米片與靶觸發(fā)的DNA酶循環(huán)擴增整合在一個納米系統(tǒng)中,設(shè)計用于活細胞中microRNA的高度特異性和靈敏的成像分析�？傊�,本文將納米材料和成像技術(shù)結(jié)合起來將分析檢測研究放到納米尺度上進行,能夠?qū)崿F(xiàn)活體內(nèi)生物分子的靈敏性和特異性檢測,這對今后癌癥的發(fā)現(xiàn)和治療有重要意義,為以后的研究提供理論基礎(chǔ)和方向。
【圖文】：

尺寸效應(yīng)粒尺寸下降到某一值，則納米半導(dǎo)體粒子具有不連續(xù)的最高占能級而造成隙變寬[40]。利用納米顆粒的量子尺寸效應(yīng)可以增強點已廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域[41-42]。表面等離子共振效應(yīng)屬和半導(dǎo)體表面存在很多自由電子，這些自由電子會組成自由團就被稱為表面等離子體[43]。在外界電磁場和庫侖力的作用電荷周圍做往復(fù)振蕩，，如圖 1-1，當(dāng)外界作用頻率等于金屬納率時，就會發(fā)生局部表面等離子共振 ( Localized Surface Pla

異性結(jié)合進行檢測。影響當(dāng)球形納米粒子的尺寸小于 20 nm 時，顆粒尺寸增大并且由于大顆粒的納米粒子與外部電磁場有更大的輻射耦合，當(dāng)粒徑增加時，散射光譜也有助于消光光譜。當(dāng)球形納米尺寸增加，吸收光譜和散射光譜都會發(fā)生紅移，而且譜帶影響納米顆粒對局部等離子體共振也有不同的影響，并且納米上只有一個峰，而納米棒有兩種極化模式，因此產(chǎn)生兩個金納米棒(實線)和 22 nm 的納米球(虛線)的吸收光譜。
【學(xué)位授予單位】：山東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：Q2-33;O657.3

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本文編號：2701829