基于脫氧核酶的DNA傳感器及邏輯門設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間：2021-08-27 04:55
DNA分子具有許多優(yōu)異的生物學(xué)特性,功能DNA分子如核酸適配體、脫氧核酶等作為新型納米材料,可用來構(gòu)建具有特定功能的納米結(jié)構(gòu)和納米器件。目前,DNA納米技術(shù)已經(jīng)成為生命科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),DNA傳感器和DNA邏輯門是DNA納米技術(shù)的重要研究方向,利用功能DNA分子構(gòu)建DNA傳感器和邏輯門已經(jīng)取得了許多研究成果。但隨著DNA納米技術(shù)的發(fā)展,多功能的傳感器和多類型的邏輯門還有待研究,更多穩(wěn)定有效的生物分子元件和構(gòu)建方法仍有待探索。本研究利用具有特定催化功能的脫氧核酶作為元件,構(gòu)建了檢測DNA分子的傳感器和低成本易操作的DNA邏輯門,并給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析討論,具體研究內(nèi)容如下:設(shè)計(jì)了基于脫氧核酶的DNA傳感器,利用該傳感器實(shí)現(xiàn)了對乙型肝炎病毒HBV基因上三段HBV DNA特征序列的檢測。傳感器系統(tǒng)的構(gòu)建主要分為兩個(gè)部分:一部分是傳感器模型的設(shè)計(jì)與仿真,通過合理的DNA序列設(shè)計(jì)和NUPACK軟件仿真構(gòu)建了HBV DNA傳感器模型并進(jìn)行了相應(yīng)的靶目標(biāo)錯(cuò)配率分析;另一部分是傳感器系統(tǒng)的生物實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn),通過聚丙烯酰胺凝膠電泳（PAGE）實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,得到了傳感器的檢測靈敏度均為100 nM,實(shí)驗(yàn)分析...
【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：72 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
凝血酶檢測熒光傳感器
圖 1-1 這種類型的 DNA 生物傳感器也可以被定義為基于靶目標(biāo)誘導(dǎo)結(jié)構(gòu)變化的核酸適配體傳感器，即靶目標(biāo)誘導(dǎo)核酸適配體結(jié)構(gòu)變化，體系中的某些變量如熒光信號(hào)會(huì)改變從而起到檢測靶目標(biāo)的目的。但這種類型的傳感器結(jié)構(gòu)簡單，只能定性檢測靶目標(biāo)的存在，并不能實(shí)現(xiàn)定量檢測。2005 年，Xiao 等利用電化學(xué)的方法，將兩端修飾有巰基和亞甲基藍(lán)的核酸適配體固定在電極上，如圖 1-2所示，體系中沒有凝血酶時(shí)，核酸適配體呈柔性的單鏈結(jié)構(gòu)，亞甲基藍(lán)靠近電極表面從而產(chǎn)生穩(wěn)定的電化學(xué)信號(hào)；加入凝血酶后，核酸適配體和凝血酶結(jié)合形成G 四聯(lián)體，使甲基藍(lán)遠(yuǎn)離電極表面，電子傳遞受阻從而電化學(xué)信號(hào)變小，信號(hào)的衰減程度與凝血酶的濃度相關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)了凝血酶的定量檢測[21]。后來，Plaxco等課題組利用這種電化學(xué)的方法和合理的設(shè)計(jì)，又構(gòu)建了一系列信號(hào)增強(qiáng)型電化學(xué)適體傳感器，實(shí)現(xiàn)了檢測不同靶分子例如可卡因、FDGF（血小板衍生因子）、K+等的 DNA 傳感器[22-26]。
圖 1-1 這種類型的 DNA 生物傳感器也可以被定義為基于靶目標(biāo)誘導(dǎo)結(jié)構(gòu)變化的核酸適配體傳感器，即靶目標(biāo)誘導(dǎo)核酸適配體結(jié)構(gòu)變化，體系中的某些變量如熒光信號(hào)會(huì)改變從而起到檢測靶目標(biāo)的目的。但這種類型的傳感器結(jié)構(gòu)簡單，只能定性檢測靶目標(biāo)的存在，并不能實(shí)現(xiàn)定量檢測。2005 年，Xiao 等利用電化學(xué)的方法，將兩端修飾有巰基和亞甲基藍(lán)的核酸適配體固定在電極上，如圖 1-2所示，體系中沒有凝血酶時(shí)，核酸適配體呈柔性的單鏈結(jié)構(gòu)，亞甲基藍(lán)靠近電極表面從而產(chǎn)生穩(wěn)定的電化學(xué)信號(hào)；加入凝血酶后，核酸適配體和凝血酶結(jié)合形成G 四聯(lián)體，使甲基藍(lán)遠(yuǎn)離電極表面，電子傳遞受阻從而電化學(xué)信號(hào)變小，信號(hào)的衰減程度與凝血酶的濃度相關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)了凝血酶的定量檢測[21]。后來，Plaxco等課題組利用這種電化學(xué)的方法和合理的設(shè)計(jì)，又構(gòu)建了一系列信號(hào)增強(qiáng)型電化學(xué)適體傳感器，實(shí)現(xiàn)了檢測不同靶分子例如可卡因、FDGF（血小板衍生因子）、K+等的 DNA 傳感器[22-26]。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]脫氧核酶在重金屬離子檢測中的應(yīng)用[J]. 李慧,孔德明. 化學(xué)進(jìn)展. 2013(12)
[2]脫氧核酶傳感器研究進(jìn)展[J]. 聶績,周穎琳,張新祥. 大學(xué)化學(xué). 2013(02)
本文編號(hào)：3365693
【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：72 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
凝血酶檢測熒光傳感器
圖 1-1 這種類型的 DNA 生物傳感器也可以被定義為基于靶目標(biāo)誘導(dǎo)結(jié)構(gòu)變化的核酸適配體傳感器，即靶目標(biāo)誘導(dǎo)核酸適配體結(jié)構(gòu)變化，體系中的某些變量如熒光信號(hào)會(huì)改變從而起到檢測靶目標(biāo)的目的。但這種類型的傳感器結(jié)構(gòu)簡單，只能定性檢測靶目標(biāo)的存在，并不能實(shí)現(xiàn)定量檢測。2005 年，Xiao 等利用電化學(xué)的方法，將兩端修飾有巰基和亞甲基藍(lán)的核酸適配體固定在電極上，如圖 1-2所示，體系中沒有凝血酶時(shí)，核酸適配體呈柔性的單鏈結(jié)構(gòu)，亞甲基藍(lán)靠近電極表面從而產(chǎn)生穩(wěn)定的電化學(xué)信號(hào)；加入凝血酶后，核酸適配體和凝血酶結(jié)合形成G 四聯(lián)體，使甲基藍(lán)遠(yuǎn)離電極表面，電子傳遞受阻從而電化學(xué)信號(hào)變小，信號(hào)的衰減程度與凝血酶的濃度相關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)了凝血酶的定量檢測[21]。后來，Plaxco等課題組利用這種電化學(xué)的方法和合理的設(shè)計(jì)，又構(gòu)建了一系列信號(hào)增強(qiáng)型電化學(xué)適體傳感器，實(shí)現(xiàn)了檢測不同靶分子例如可卡因、FDGF（血小板衍生因子）、K+等的 DNA 傳感器[22-26]。
圖 1-1 這種類型的 DNA 生物傳感器也可以被定義為基于靶目標(biāo)誘導(dǎo)結(jié)構(gòu)變化的核酸適配體傳感器，即靶目標(biāo)誘導(dǎo)核酸適配體結(jié)構(gòu)變化，體系中的某些變量如熒光信號(hào)會(huì)改變從而起到檢測靶目標(biāo)的目的。但這種類型的傳感器結(jié)構(gòu)簡單，只能定性檢測靶目標(biāo)的存在，并不能實(shí)現(xiàn)定量檢測。2005 年，Xiao 等利用電化學(xué)的方法，將兩端修飾有巰基和亞甲基藍(lán)的核酸適配體固定在電極上，如圖 1-2所示，體系中沒有凝血酶時(shí)，核酸適配體呈柔性的單鏈結(jié)構(gòu)，亞甲基藍(lán)靠近電極表面從而產(chǎn)生穩(wěn)定的電化學(xué)信號(hào)；加入凝血酶后，核酸適配體和凝血酶結(jié)合形成G 四聯(lián)體，使甲基藍(lán)遠(yuǎn)離電極表面，電子傳遞受阻從而電化學(xué)信號(hào)變小，信號(hào)的衰減程度與凝血酶的濃度相關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)了凝血酶的定量檢測[21]。后來，Plaxco等課題組利用這種電化學(xué)的方法和合理的設(shè)計(jì)，又構(gòu)建了一系列信號(hào)增強(qiáng)型電化學(xué)適體傳感器，實(shí)現(xiàn)了檢測不同靶分子例如可卡因、FDGF（血小板衍生因子）、K+等的 DNA 傳感器[22-26]。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]脫氧核酶在重金屬離子檢測中的應(yīng)用[J]. 李慧,孔德明. 化學(xué)進(jìn)展. 2013(12)
[2]脫氧核酶傳感器研究進(jìn)展[J]. 聶績,周穎琳,張新祥. 大學(xué)化學(xué). 2013(02)
本文編號(hào)：3365693
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