金屬納米簇生物傳感器的構(gòu)建及其在生物酶檢測中的應用
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【摘要】:近年來,金屬納米簇作為一種新型的發(fā)光納米材料,由于其超小的尺寸(通常由幾個到十幾個原子構(gòu)成且尺寸小于2 nm)和獨特的理化性質(zhì)引起了越來越多研究者們的關(guān)注。到目前為止,金屬納米簇已被應用于包括生物分析、生物成像、環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)催化和電子器件等領(lǐng)域。在本論文中,我們利用金屬納米簇來構(gòu)建生物傳感器,實現(xiàn)了對特定生物酶的檢測其抑制劑的篩選。主要研究內(nèi)容如下:第一章,我們對熒光金屬納米簇的研究背景進行了介紹。并介紹了本論文的主要研究內(nèi)容及意義。第二章,我們基于雙鏈DNA為模板合成的銅納米簇(dsDNA-Cu NCs)構(gòu)建了一個簡單、超靈敏的、無標記的熒光探針用于胰蛋白酶的檢測及其抑制劑的篩選。當向銅納米簇溶液中加入魚精蛋白后,銅納米團簇能夠與魚精蛋白形成魚精蛋白/銅納米簇復合物使體系的熒光的到顯著的增強。而魚精蛋白是胰蛋白酶有效的反應底物,因此,在向體系中引入胰蛋白酶時會破壞魚精蛋白/銅納米簇復合物結(jié)構(gòu),使體系的熒光得到顯著的猝滅。通過監(jiān)測體系熒光強度的變化,可以實現(xiàn)對胰蛋白酶的檢測。該方法還可進一步應用于胰蛋白酶抑制劑的篩選。第三章,我們建立了一種簡單、靈敏、無標記的熒光探針用于檢測蛋白激酶的活性及其抑制劑的篩選。本方法基于多肽為模板合成的銀納米簇(Ag NCs)與抗體修飾的金納米粒子(anti-Au NPs)之間發(fā)生熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET),從而使銀納米簇的熒光信號猝滅。當?shù)鞍准っ?PKA)和三磷酸腺苷(ATP)同時存在時,銀納米簇的底物模板多肽鏈便成為了蛋白激酶有效的反應底物,其絲氨酸位點能夠被蛋白激酶磷酸化。隨后再向體系中加入抗體修飾的金納米粒子,由于抗體的特異性識別作用,會使銀納米簇與金納米粒子之間發(fā)生有效的結(jié)合,從而產(chǎn)生熒光共振能量轉(zhuǎn)移導致熒光猝滅。根據(jù)熒光信號的變化我們可以實現(xiàn)對蛋白激酶有效的監(jiān)測。我們進一步應用該方法對蛋白激酶抑制劑H-89進行檢測。此外,本方法也被用來探究藥物激活的Hela細胞內(nèi)PKA的活性,這使得其在藥物篩選和疾病臨床診斷方面都有著廣闊的應用前景。第四章,我們基于適配體DNA為模板合成的銅納米簇,構(gòu)建了一種簡單,靈敏的熒光探針用于蛋白激酶(PKA)活性的檢測。本方法基于三磷酸腺苷(ATP)適配體與ATP之間的強相互作用,因而在ATP存在的條件下銅納米簇由于缺少有效的底物而使熒光強度下降。當向體系中加入蛋白激酶時,其會將ATP轉(zhuǎn)化成ADP。由于ADP不能與ATP適配體結(jié)合從而釋放出銅納米簇的反應底物,使其熒光強度恢復。根據(jù)體系熒光信號的變化我們可以對蛋白激酶的活性進行有效的監(jiān)測。我們還應用該方法實現(xiàn)了對蛋白激酶抑制劑H-89的檢測。此外,我們將該傳感平臺應用到Hela細胞內(nèi)蛋白激酶活性的檢測,這使本傳感器在生物化學和激酶靶向藥物開發(fā)等研究領(lǐng)域有著巨大的應用價值。
【學位授予單位】:吉林大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2017
【分類號】:TB383.1;O657.3
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,本文編號:1294760
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