【摘要】：G-四聯(lián)體(G4-DNA)是DNA的一種特殊二級(jí)結(jié)構(gòu)。它是一條富含G堿基的短鏈,4個(gè)G堿基通過(guò)Hoogsteen氫鍵自組裝成G-四分體,多個(gè)G-四分體通過(guò)π-π 堆積作用形成G-四聯(lián)體。人類基因組中含有高達(dá)376000個(gè)G4-DNA結(jié)構(gòu),廣泛的存在于染色體端粒區(qū)域、基因的啟動(dòng)子區(qū)域、免疫蛋白開關(guān)區(qū)域以及外顯子區(qū)域當(dāng)中。G4-DNA結(jié)構(gòu)參與了諸如細(xì)胞的增殖、基因的表達(dá)與調(diào)控、蛋白質(zhì)的翻譯等生物功能,因此對(duì)G4-DNA的高靈敏度、高準(zhǔn)確度、快速的分析與相關(guān)疾病的診斷方法具有重要的研究意義。近年來(lái),熒光編碼微球技術(shù)取得了很大的進(jìn)展,可廣泛應(yīng)用于核酸、蛋白質(zhì)、糖類等生物組分的高通量、高靈敏度、快速的分析。其中量子點(diǎn)熒光編碼微球既利用了量子點(diǎn)優(yōu)良的光學(xué)性質(zhì),又使得編碼更為多樣解碼更為方便。然而在大多數(shù)情況下其檢測(cè)靈敏度還無(wú)法達(dá)到臨床分析的要求,需要進(jìn)一步集成信號(hào)放大技術(shù)。滾環(huán)擴(kuò)增是一種高效的核酸檢測(cè)信號(hào)放大方法,具有成本較低、操作簡(jiǎn)單、重復(fù)性好和無(wú)需改變溫度的優(yōu)點(diǎn)。本論文通過(guò)在二氧化硅包覆的量子點(diǎn)熒光編碼微球表面進(jìn)行滾環(huán)擴(kuò)增反應(yīng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)人類基因組不同區(qū)域的G4-DNA的高靈敏、多元檢測(cè)。論文主要研究?jī)?nèi)容如下:1.使用高溫?zé)嶙⑸浞ê铣闪税l(fā)射峰分別為513 nm(綠色)和582 nm(橙色)的CdSe@ZnS量子點(diǎn)。使用分散聚合法合成了聚苯乙烯微球種子,在此基礎(chǔ)上使用種子聚合法合成了 PSDM介孔微球。使用“溶脹-揮發(fā)”法包裹橙色和綠色兩種量子點(diǎn)形成量子點(diǎn)熒光編碼微球。利用Stober法制備了二氧化硅包覆的量子點(diǎn)編碼微球(Qbead@Si02)。所構(gòu)建的Qbead@Si02具有優(yōu)良的熒光穩(wěn)定性。2.發(fā)展出了 Qbead@Si02-RCA分析法用于G4-DNA的高靈敏檢測(cè),檢測(cè)限達(dá)到XXfM。該分析法的主要操作步驟包括:通過(guò)羰基二亞胺反應(yīng)在Qbead@Si02-COOH表面偶聯(lián)capture probe序列,通過(guò)雜交固定Padlock DNA序列;靶標(biāo)G4-DNA與Padlock DNA雜交,PadlockDNA在T4連接酶作用下封閉成環(huán),并進(jìn)一步在酶催化作用下復(fù)制擴(kuò)增;ZnPc對(duì)RCA產(chǎn)物進(jìn)行染色;通過(guò)流式細(xì)胞術(shù)對(duì)ZnPc熒光信號(hào)進(jìn)行定量檢測(cè)。3.基于三個(gè)Qbead@Si02熒光編碼,利用Qbead@Si02-RCA分析法進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了對(duì)三種G4-DNA序列的同時(shí)檢測(cè),檢測(cè)特異性較好。
[Abstract]:G-quadruple (G4-DNA) is a special secondary structure of DNA. It is a short chain rich in G bases. Four G bases are self-assembled into G- tetrads by Hoogsteen hydrogen bonds, and many G- tetrads form G- tetrads by 蟺-蟺 stacking. The human genome contains as much as 376,000 G4-DNA structures, which are widely found in the telomere region of the chromosome, the promoter region of the gene, the switching region of the immune protein and the exon region, in which the. G4-DNA structure is involved in, for example, cell proliferation. Gene expression and regulation, protein translation and other biological functions, so G4-DNA high sensitivity, high accuracy, rapid analysis and diagnosis of related diseases have important significance. In recent years, fluorescent coding microspheres have made great progress and can be widely used in high throughput, high sensitivity and fast analysis of biological components such as nucleic acid, protein, sugar and so on. The quantum dot fluorescence coding microspheres not only make use of the excellent optical properties of quantum dots, but also make it more convenient to encode various codes and decode. However, in most cases, the detection sensitivity can not meet the requirements of clinical analysis, and further integration of signal amplification technology is needed. Rolling amplification is an efficient amplification method for nucleic acid detection signal, which has the advantages of low cost, simple operation, good repeatability and no need to change temperature. In this paper, the high sensitivity and multivariate detection of G4-DNA in different regions of the human genome was achieved by using a roller-ring amplification reaction on the surface of silica coated quantum dot fluorescence coded microspheres. The main contents of this paper are as follows: 1: 1. CdSe@ZnS quantum dots with emission peaks of 513 nm (green) and 582 nm (orange) were synthesized by high temperature thermal injection. The seeds of polystyrene microspheres were synthesized by dispersion polymerization, and PSDM mesoporous microspheres were synthesized by seed polymerization. Two kinds of quantum dots, orange and green, were encapsulated by "swelling and volatilization" method to form fluorescent coded microspheres of quantum dots. SiO2 coated quantum dot coded microspheres (Qbead@Si02) were prepared by Stober method. The constructed Qbead@Si02 has excellent fluorescence stability. 2. 2. A highly sensitive detection method for G4-DNA by Qbead@Si02-RCA analysis was developed, and the detection limit was up to XXfM.. The main operation steps of this method include: coupling capture probe sequence on Qbead@Si02-COOH surface by carbonyl diimide reaction, fixing Padlock DNA sequence by hybridization, and closing the ring of target G4-DNA and Padlock DNA hybridization Padlock DNA under the action of T4 ligase. Furthermore, the RCA products were stained with RCA products and the fluorescence signals of ZnPc were quantitatively detected by flow cytometry. Based on the three Qbead@Si02 fluorescence codes, the detection of three kinds of G4-DNA sequences at the same time was further realized by Qbead@Si02-RCA analysis, and the detection specificity was good.
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：R318

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王義全,王傳奎;電子在耦合的多量子點(diǎn)器件中的動(dòng)力學(xué)特性[J];量子電子學(xué)報(bào);2001年04期

2 譚翠燕,梁汝強(qiáng),阮康成;量子點(diǎn)在生命科學(xué)中的應(yīng)用[J];生物化學(xué)與生物物理學(xué)報(bào);2002年01期

3 孟磊,宋增璇;量子點(diǎn)在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用[J];生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展;2004年02期

4 牟穎,王楠,金欽漢;量子點(diǎn)在生命科學(xué)中的應(yīng)用及其進(jìn)展[J];微納電子技術(shù);2004年06期

5 楊蕊,冀偉,閆玉禧,費(fèi)強(qiáng),牟穎,金欽漢;量子點(diǎn)在小鼠體內(nèi)的生物學(xué)分布[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版);2005年06期

6 劉玉敏;俞重遠(yuǎn);楊紅波;黃永箴;;應(yīng)變自組織量子點(diǎn)的幾何形態(tài)對(duì)應(yīng)變場(chǎng)分布的影響[J];半導(dǎo)體學(xué)報(bào);2005年12期

7 楊紅波;俞重遠(yuǎn);劉玉敏;;2×2自組織量子點(diǎn)陣列應(yīng)變場(chǎng)分布的有限元分析[J];北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào);2005年06期

8 陳宏偉,劉紅莉,王一理,司履生;量子點(diǎn):新的熒光標(biāo)記物質(zhì)[J];中華病理學(xué)雜志;2005年01期

9 吳峰;蔡繼業(yè);;基于量子點(diǎn)的熒光共振能量轉(zhuǎn)移的應(yīng)用[J];化學(xué)與生物工程;2007年01期

10 譚君;祝連彩;;量子點(diǎn)在新藥開發(fā)中的應(yīng)用[J];生命的化學(xué);2008年06期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 胡德紅;武紅敏;梁建功;韓鶴友;;量子點(diǎn)與蛋白質(zhì)相互作用研究[A];第五屆全國(guó)化學(xué)生物學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2007年

2 宋濤;逯超亮;宮曉群;楊秋花;李云紅;常津;;量子點(diǎn)熒光編碼微球的制備[A];天津市生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)第30次學(xué)術(shù)年會(huì)暨生物醫(yī)學(xué)工程前沿科學(xué)研討會(huì)論文集[C];2010年

3 楊久敏;宮曉群;張琦;宋濤;劉鐵根;李迎新;常津;;小波變換在量子點(diǎn)編碼識(shí)別中的應(yīng)用[A];天津市生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)第30次學(xué)術(shù)年會(huì)暨生物醫(yī)學(xué)工程前沿科學(xué)研討會(huì)論文集[C];2010年

4 李佳涵;葛玉舒;田方方;樊婷;袁蓮;劉義;;微量熱研究量子點(diǎn)對(duì)線粒體代謝的影響[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第十五屆全國(guó)化學(xué)熱力學(xué)和熱分析學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要[C];2010年

5 何治柯;;小粒經(jīng)近紅外低毒水溶性量子點(diǎn)的合成及應(yīng)用研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第十屆全國(guó)發(fā)光分析學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2011年

6 賈金鋒;;全同金屬量子點(diǎn)的生長(zhǎng)與研究[A];2001年納米和表面科學(xué)與技術(shù)全國(guó)會(huì)議論文摘要集[C];2001年

7 張友林;曾慶輝;孔祥貴;;用于在體高靈敏檢測(cè)的量子點(diǎn)發(fā)光光纖生物傳感器[A];中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程進(jìn)展——2007中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程聯(lián)合學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2007年

8 王金嬡;王琛;付國(guó);劉力;王桂英;;量子點(diǎn)的三維取向探測(cè)[A];2006年全國(guó)強(qiáng)場(chǎng)激光物理會(huì)議論文集[C];2006年

9 張家雨;崔一平;王志兵;;膠體量子點(diǎn)的電致發(fā)光研究[A];第十七屆十三�。ㄊ校┕鈱W(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)暨“五省一市光學(xué)聯(lián)合年會(huì)”論文集[C];2008年

10 原鳳英;蔣最敏;陸f ;;鍺硅雙層量子點(diǎn)耦合效應(yīng)的研究[A];第十六屆全國(guó)半導(dǎo)體物理學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2007年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 馮衛(wèi)東;美研究可高效阻斷蛋白生成的量子點(diǎn)技術(shù)[N];科技日?qǐng)?bào);2008年

2 記者 常麗君;韓國(guó)造出全彩色量子點(diǎn)顯示屏[N];科技日?qǐng)?bào);2011年

3 記者 曲照貴;天大首創(chuàng)零污染量子點(diǎn)合成工藝[N];中國(guó)化工報(bào);2013年

4 劉牧洋;我國(guó)量子點(diǎn)研究獲新突破[N];光明日?qǐng)?bào);2003年

5 王全楚;“量子點(diǎn)”熒光標(biāo)記初露端倪[N];健康報(bào);2005年

6 劉霞;科學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：量子點(diǎn)不是點(diǎn)[N];科技日?qǐng)?bào);2010年

7 記者 劉霞;量子點(diǎn)顯示屏或?qū)⒊芍髁鱗N];科技日?qǐng)?bào);2010年

8 劉霞;膠體量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)化效率創(chuàng)紀(jì)錄[N];科技日?qǐng)?bào);2011年

9 本報(bào)記者 于歡;納米技術(shù)全面升級(jí)LED[N];中國(guó)能源報(bào);2010年

10 記者馬艷紅;中科院化學(xué)所成功制備量子點(diǎn)熒光微球[N];中國(guó)醫(yī)藥報(bào);2005年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 王立民;量子點(diǎn)分子及量子點(diǎn)團(tuán)簇的電子結(jié)構(gòu)[D];北京師范大學(xué);2002年

2 石星波;單個(gè)量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)研究及其在超高分辨率定位上的應(yīng)用[D];湖南大學(xué);2012年

3 王解兵;Ⅱ-Ⅵ族油溶性量子點(diǎn)的制備、修飾及應(yīng)用研究[D];上海交通大學(xué);2013年

4 李釩;高熒光碳量子點(diǎn)的制備及其應(yīng)用研究[D];中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院;2015年

5 周宏明;核殼型量子點(diǎn)的能帶結(jié)構(gòu)及其光學(xué)非線性[D];武漢大學(xué);2013年

6 黃碧海;基于量子點(diǎn)標(biāo)記的生物探針構(gòu)建[D];武漢大學(xué);2012年

7 潘佳奇;半導(dǎo)體ZnSe量子點(diǎn)和碳量子點(diǎn)的制備及其應(yīng)用[D];蘭州大學(xué);2015年

8 卞偉;錳摻雜硫化鋅量子點(diǎn)磷光探針研究及分析應(yīng)用[D];山西大學(xué);2015年

9 胡思怡;基于微流控技術(shù)的功能型量子點(diǎn)的合成及應(yīng)用[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2015年

10 梁瑞政;光功能客體/LDHs插層復(fù)合材料的構(gòu)筑及其性能研究[D];北京化工大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 卞非卡;二氧化硅包覆的量子點(diǎn)熒光編碼微球用于G4-DNA多元檢測(cè)研究[D];東南大學(xué);2017年

2 白志雄;基于量子點(diǎn)紙分析器件的“信號(hào)燈”用于G4-DNA可視化檢測(cè)[D];東南大學(xué);2017年

3 尹芳蕊;納米顆粒—量子點(diǎn)經(jīng)嗅覺通路進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究[D];內(nèi)蒙古科技大學(xué)包頭醫(yī)學(xué)院;2008年

4 許智祥;熒光量子點(diǎn)的制備及應(yīng)用研究[D];華中科技大學(xué);2007年

5 李秀清;量子點(diǎn)的不同修飾方法對(duì)其與牛血清白蛋白的作用的影響[D];華中科技大學(xué);2007年

6 華曉鋒;量子點(diǎn)與生物分子的偶聯(lián)及其應(yīng)用[D];華中科技大學(xué);2006年

7 李玉丹;單電子隧穿耦合量子點(diǎn)的輸運(yùn)和光學(xué)性質(zhì)[D];山西大學(xué);2011年

8 何至青;水溶性量子點(diǎn)的制備與性能研究[D];武漢理工大學(xué);2012年

9 陳清愛;基于量子點(diǎn)的金屬離子檢測(cè)和碳點(diǎn)的制備及其發(fā)光研究[D];福建農(nóng)林大學(xué);2012年

10 盧鵬;核分析技術(shù)在水溶性氧化鋅量子點(diǎn)吸收中的應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2012年

，

本文編號(hào)：2206210