DNA傳感器是當(dāng)今生物傳感器中的前沿性研究課題,加強(qiáng)對(duì)DNA傳感器的研究和應(yīng)用開發(fā)具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。我國(guó)開展DNA傳感器研究已有十余年的時(shí)間,然而大部分應(yīng)用研究還停留在實(shí)驗(yàn)室階段,要真正進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域,還需要在多學(xué)科交叉領(lǐng)域繼續(xù)探索。 納米金(GNP)是一種尺度為納米級(jí)別的金屬粒子,它具有優(yōu)異而獨(dú)特的表面等離子共振效應(yīng)和良好的表面化學(xué)性質(zhì)。利用GNP的特性已經(jīng)成功發(fā)展了眾多優(yōu)異性能的DNA傳感器,如比色傳感器、SERS傳感器和熒光傳感器等。然而在大多數(shù)基于GNP的光學(xué)DNA傳感器中,GNP會(huì)發(fā)生由分散態(tài)到聚集態(tài)的變化,這種變化會(huì)使GNP在溶液中的穩(wěn)定性下降,并且會(huì)對(duì)結(jié)果的重現(xiàn)性帶來一定的干擾。本文為了解決上述問題,提出了基于非聚集態(tài)納米粒子的比色和SERS傳感器的設(shè)計(jì)方法。 此外,DNA邏輯計(jì)算已成為最近十年來學(xué)術(shù)研究的熱點(diǎn),將DNA功能化的GNP與現(xiàn)代信息技術(shù)結(jié)合起來,實(shí)現(xiàn)DNA納米傳感器在DNA計(jì)算領(lǐng)域的價(jià)值,已經(jīng)成為DNA傳感器應(yīng)用研究的一個(gè)重要前進(jìn)方向。目前大多數(shù)純DNA計(jì)算體系的報(bào)道以熒光方法作為結(jié)果讀取手段,除此之外,已有少數(shù)將DNA-GNP引入DNA邏輯計(jì)算...

【文章頁(yè)數(shù)】：139 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
本論文的創(chuàng)新點(diǎn)
摘要
Abstract
目錄
第一章 緒論
    1.1 重要的光學(xué)納米材料-納米金
        1.1.1 納米金的制備
        1.1.2 納米金的光學(xué)性質(zhì)
        1.1.3 納米金的DNA功能化
    1.2 DNA傳感器
        1.2.1 生物傳感器
        1.2.2 DNA傳感器基礎(chǔ)
        1.2.3 基于納米金的DNA光學(xué)傳感器
    1.3 DNA邏輯門
        1.3.1 分子邏輯門
        1.3.2 DNA邏輯門的設(shè)計(jì)原理
        1.3.3 設(shè)計(jì)工具
        1.3.4 基于納米金的DNA光學(xué)邏輯門
    1.4 本論文的目的和意義
    參考文獻(xiàn)
第二章 納米金的表面功能化研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 試劑與實(shí)驗(yàn)裝置
        2.2.2 清潔及注意事項(xiàng)
        2.2.3 納米金的制備
        2.2.4 納米金的拉曼染料標(biāo)記
        2.2.5 納米金的DNA修飾
        2.2.6 紫外可見光譜表征
        2.2.7 SERS檢測(cè)
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 拉曼染料濃度的影響
        2.3.2 吐溫20對(duì)GNP標(biāo)記的影響
        2.3.3 DNA修飾對(duì)GNP的影響
        2.3.4 納米金表面DNA負(fù)載量
    2.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第三章 基于非聚集態(tài)納米金的DNA比色傳感器
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 試劑與實(shí)驗(yàn)裝置
        3.2.2 比色探針的制備
        3.2.3 捕獲探針的制備
        3.2.4 紫外可見吸收光譜檢測(cè)
        3.2.5 高分辨透射電鏡(HRTEM)
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 DNA比色傳感器原理
        3.3.2 比色探針的穩(wěn)定性
        3.3.3 方法的選擇性和靈敏度
        3.3.4 定量檢測(cè)目標(biāo)DNA
        3.3.5 單核酸多態(tài)性分析
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 基于非聚集態(tài)納米粒子的雙路復(fù)用DNA比色傳感器
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 試劑與實(shí)驗(yàn)裝置
        4.2.2 比色探針的制備
        4.2.3 捕獲探針的制備
        4.2.4 紫外可見吸收光譜檢測(cè)
        4.2.5 透射電子顯微鏡表征
        4.2.6 NMF分析
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 雙路復(fù)用DNA比色傳感器原理
        4.3.2 反應(yīng)時(shí)間和磁珠使用量
        4.3.3 單目標(biāo)DNA模式下的檢測(cè)
        4.3.4 兩種目標(biāo)DNA的同時(shí)檢測(cè)
        4.3.5 兩種目標(biāo)DNA的定量分析
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 同時(shí)檢測(cè)雙組份DNA的SERS傳感器
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 試劑與實(shí)驗(yàn)裝置
        5.2.2 SERS探針的制備
        5.2.3 捕獲探針的制備
        5.2.4 SERS檢測(cè)
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 磁珠SERS聯(lián)用同時(shí)檢測(cè)雙組份DNA原理
        5.3.2 SERS探針的表征
        5.3.3 捕獲探針的非特異性吸附
        5.3.4 雙組份DNA的同時(shí)定量檢測(cè)
    5.4 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第六章 基于SERS的DNA分子開關(guān)及NOT邏輯門
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)部分
        6.2.1 試劑與實(shí)驗(yàn)裝置
        6.2.2 SERS探針制備
        6.2.3 紫外可見吸收光譜表征
        6.2.4 SERS檢測(cè)
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 DNA分子開關(guān)及NOT邏輯門設(shè)計(jì)原理
        6.3.2 增強(qiáng)基底的優(yōu)化
        6.3.3 DNA鏈長(zhǎng)和老化鹽濃度的影響
        6.3.4 DNA分子開關(guān)及NOT邏輯門的運(yùn)行結(jié)果
    6.4 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第七章 基于鏈置換反應(yīng)的數(shù)種DNA光學(xué)邏輯門
    7.1 引言
    7.2 實(shí)驗(yàn)部分
        7.2.1 試劑與實(shí)驗(yàn)裝置
        7.2.2 納米金探針的制備
        7.2.3 SERS檢測(cè)
        7.2.4 紫外可見吸收光譜表征
    7.3 結(jié)果與討論
        7.3.1 鏈置換邏輯門設(shè)計(jì)原理
        7.3.2 基于DNA-GNP的NAND邏輯門
        7.3.3 基于DNA-GNP的NOR邏輯門
        7.3.4 基于DNA-GNP的XOR、INH及半減器
    7.4 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
總結(jié)
附錄：本人在攻讀博士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號(hào)：3850735