本文關(guān)鍵詞：基于內(nèi)濾效應和功能核酸的熒光傳感體系設計

  更多相關(guān)文章： 內(nèi)濾效應 功能核酸 熒光傳感體系 谷胱甘肽 Hg~(2+)

【摘要】：近年來,生物和環(huán)境重要分析物的識別與傳感已發(fā)展成為傳感領(lǐng)域的重要目標之一。人們已經(jīng)建立了許多方法,例如高效液相色譜、質(zhì)譜和原子吸收光譜等。其中,最受關(guān)注的是比色分析法和熒光分析法。內(nèi)濾效應(inner-filter effect,IFE)是熒光分析法的主要誤差來源,但是分析化學家巧妙地利用IFE把分析物的吸收信號轉(zhuǎn)變?yōu)闊晒庑盘?提高了分析方法的靈敏度。由于生物大分子DNA水溶性好、生物相容性好、對目標分析物可以特異性識別且合成簡單,因此分析化學家已基于功能核酸設計了多種熒光傳感體系,選擇性好、靈敏度高、無損傷,適合用于復雜樣品的檢測。本論文簡單論述了基于內(nèi)濾效應和功能核酸熒光傳感器的研究進展,并進行了以下研究:(一)結(jié)合文獻報道和本實驗室前期工作,據(jù)我們所知,本文首次研究了3,3′,5,5′-四甲基聯(lián)苯胺氧化物(oxidized TMB,oxTMB)與α,β,γ,δ-四(1-甲基吡啶嗡-4-基)卟吩對甲苯磺酸鹽(α,β,γ,δ-Tetrakis(1-methylpyridinium-4-yl)porphyrin p-Toluenesulfonate,TMPyP)之間的IFE,并基于此設計了一個谷胱甘肽(GSH)熒光傳感體系。沒有GSH時,Ag+氧化3,3′,5,5′-四甲基聯(lián)苯胺(3,3′,5,5′-tetramethylbenzidine,TMB)生成藍色的oxTMB,該氧化物在652nm處有很強的吸收峰,而TMPyP在658nm處具有很強的發(fā)射熒光,能與oxTMB的吸收峰很好地重疊。因此,TMPyP的發(fā)射熒光被oxTMB吸收,熒光強度很弱。GSH存在時,GSH還原oxTMB形成TMB并且能與Ag+結(jié)合形成Ag+-GSH復合物,這使得oxTMB的量減少,oxTMB與TMPyP的內(nèi)濾效應減弱,TMPyP的熒光恢復。在最優(yōu)實驗條件下,熒光強度F658與GSH濃度(0.1-20μM)的對數(shù)成線性關(guān)系,檢測限是30 n M(S/N=3),在胎牛血清樣品中加標回收率為95%-102%,并且選擇性好,能明顯區(qū)分開半胱氨酸。(二)硫磺素T(thioflavin T,ThT)可以誘導富G序列形成G-四鏈體結(jié)構(gòu),且自身熒光增強。但據(jù)我們所知,目前還沒有Th T誘導兩條富G序列形成分裂式G-四鏈體的報道。本文首次研究了Th T誘導兩條富G序列形成分裂式G-四鏈體的能力,并基于此設計了一種簡單的免標記信號增強型Hg~(2+)熒光傳感器。體系中沒有Hg~(2+)時,兩條DNA序列以ss DNA形式存在,與Th T作用力非常弱,體系熒光信號特別低。Hg~(2+)存在條件下,兩條DNA序列會形成“T-Hg~(2+)-T”雙鏈結(jié)構(gòu),這使得分別與之相連的兩條富鳥嘌呤(guanine,G)序列相互靠近并形成分裂式G-四鏈體結(jié)構(gòu)。信號分子Th T不僅能與G-四鏈體結(jié)合還能嵌入ds DNA,熒光信號顯著增加(大約16倍)。該傳感器對Hg~(2+)的靈敏度較高,最低檢測限為30 n M(S/N=3),并應用于胎牛血清中Hg~(2+)的定量分析,結(jié)果令人滿意。(三)熒光染料DAPI可以選擇性地結(jié)合富含AT堿基的ds DNA,NMM可以嵌入G-四鏈體中且他們自身熒光增強,基于該現(xiàn)象,結(jié)合錯配的T-T堿基對Hg~(2+)的特異性識別,設計了一種雙信號增強的比率型Hg~(2+)熒光分析新方法。體系中沒有Hg~(2+)時,兩條DNA序列以ss DNA形式存在,體系熒光信號特別低。Hg~(2+)存在條件下,兩條ss DNA形成“T-Hg~(2+)-T”雙鏈結(jié)構(gòu),同時兩條富鳥嘌呤(guanine,G)序列相互靠近并形成分裂式G-四鏈體結(jié)構(gòu),染料DAPI和NMM分別嵌入ds DNA和G-四鏈體中,熒光信號顯著增強。此時,熒光強度值△DAPI*△NMM與Hg~(2+)濃度(0.05-3μM)呈線性關(guān)系,△DAPI、△NMM分別表示在加入Hg~(2+)前后體系在455 nm處、610nm處的熒光強度比值,檢測限為10 n M(S/N=3),在胎牛血清中Hg~(2+)的加標回收率為98%-106%,結(jié)果令人滿意。
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O657.3

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