基于石墨烯—金纳米颗粒复合材料的SPR传感器研究
本文选题:石墨烯-金纳米颗粒复合材料 + 表面等离子体共振 ; 参考:《湖南大学》2016年硕士论文
【摘要】:石墨烯-金纳米颗粒复合材料具有优越的催化活性、增强的电子转移能力和显著增大的比表面积等优点,因此已被广泛用于电化学生物传感器和光学生物传感器的构建。结合石墨烯-金纳米颗粒复合材料构建SPR传感器,可以提高传感器的灵敏度,扩大其应用范围。目前已有文献报道利用基于氧化石墨烯-金纳米颗粒(GO-AuNPs)复合材料的SPR传感器检测小分子或蛋白质,在这些工作中,GO-AuNPs复合材料仅作为基底以固定识别分子,鲜少有文献报道利用GO-AuNPs复合材料做信号分子放大SPR信号。鉴于miRNA是一种重要的癌症生物标记物,发展高灵敏检测miRNA的方法对于癌症的诊断和治疗是非常有意义的,本文以miRNA-141为检测对象,结合GO-AuNPs复合材料的优越性能,构建了以下SPR传感器,具体如下:1.基于GO-AuNPs复合材料信号分子的SPR传感器用于miRNA的检测研究。该传感器只需要简单的两步就可以实现对miRNA的检测,第一步:利用金膜表面修饰的捕获探针DNA识别固定目标miRNA-141;第二步:GO-AuNPs复合材料表面修饰的辅助DNA与目标miRNA杂交,最终形成捕获探针DNA/目标miRNA/GO-AuNPs复合材料的三明治结构。该传感器的检测限能达到1 fM,而且具有良好的选择性,能够识别miRNA-200家族成员间的不同。同时利用该传感器检测细胞提取物总RNA中miRNA-141的含量,并与qRT-PCR法进行比较,两者结果一致,说明该传感器能用于复杂样品的检测。2.基于GO-AuNPs复合材料的SPR传感器用于miRNA和腺苷的检测研究。在前面工作的基础上,将GO-AuNPs复合材料修饰在金膜上,将其作为增强的传感基底以固定捕获探针DNA,并以辅助DNA修饰的GO-AuNPs复合材料作为信号分子,两者结合构建SPR传感器,通过传感芯片与信号分子的双重信号放大实现对miRNA的高灵敏检测。该传感器可检测低至O.1 fM的miRNA-141,具有较好的选择性,并可用于检测癌细胞提取物总RNA中的miRNA-141。同时,基于腺苷与其裂开式核酸适配体之间的特异性结合,该传感也可实现对腺苷的检测,其检测限为0.1 pM,说明该传感器具有较好的通用性。
[Abstract]:Graphene-gold nanoparticles composites have been widely used in electrochemical biosensors and optical biosensors because of their excellent catalytic activity, enhanced electron transfer ability and significantly increased specific surface area. The SPR sensor based on graphene-gold nanoparticles composite can improve the sensitivity of the sensor and expand its application range. It has been reported that the SPR sensor based on graphene oxide / gold nanoparticles (GO-AuNPs) composite is used to detect small molecules or proteins. Few literatures have reported using GO-AuNPs as signal molecules to amplify SPR signals. Since miRNA is an important biomarker for cancer, the development of highly sensitive methods for the detection of miRNA is of great significance for the diagnosis and treatment of cancer. In this paper, miRNA-141 is used as a detection object and the superior properties of GO-AuNPs composite are combined. The following SPR sensors are constructed, as follows: 1. The SPR sensor based on GO-AuNPs composite signal molecule is used to detect miRNA. The sensor requires only two simple steps to detect miRNA. The first step is to identify the fixed target miRNA-141 by using the captured probe DNA modified by the gold film surface, and the second step is to hybridize the auxiliary DNA modified with the target miRNA by the surface modification of the GO-AuNPs composite. Finally, the sandwich structure of capture probe DNA / target miRNA / GO-AuNPs composite was formed. The detection limit of the sensor can reach 1 fM, and it has good selectivity, and it can recognize the difference between the members of miRNA-200 family. At the same time, the content of miRNA-141 in total RNA of cell extract was detected by the sensor, and compared with qRT-PCR. The results were consistent, which indicated that the sensor could be used for the detection of complex samples. SPR sensors based on GO-AuNPs composites were used to detect miRNA and adenosine. On the basis of the previous work, the GO-AuNPs composite was modified on the gold film, which was used as an enhanced sensing substrate to immobilize the probe DNA, and the GO-AuNPs composite modified with the auxiliary DNA was used as the signal molecule. The SPR sensor was constructed by combining the GO-AuNPs composite with the GO-AuNPs composite as the signal molecule. The high sensitivity detection of miRNA is realized by double signal amplification of sensor chip and signal molecule. The sensor can be used to detect miRNA-141 as low as O.1 FM, and can be used to detect miRNA-141 in total RNA of cancer cell extract. At the same time, based on the specific binding between adenosine and its split-type aptamer, the sensor can also detect adenosine with a detection limit of 0.1 pm, which indicates that the sensor has good versatility.
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TB33;TP212
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 杨涛;李敏;沈福刚;张洪波;任淑霞;杨超;;原位形成的金纳米颗粒对溶菌酶结构的影响[J];微纳电子技术;2012年08期
2 郭薇,魏莉,张昕彤,白玉白;云母表面金纳米颗粒单层膜的制备[J];高等学校化学学报;2001年12期
3 李迪,李景虹;2-巯基喹啉包裹的金纳米颗粒的制备及其电化学性质[J];高等学校化学学报;2004年03期
4 付云芝;杜玉扣;杨平;李津如;江龙;;单分散、小粒径金纳米颗粒的形貌控制增长[J];中国科学(B辑 化学);2006年05期
5 杨振;杨晓宁;徐志军;;金纳米颗粒周围水的结构和动力学性质的分子动力学模拟[J];物理化学学报;2008年11期
6 吕秉峰;李国平;罗运军;;金纳米颗粒的水相法合成及荧光性能[J];高等学校化学学报;2010年08期
7 王慧娟;薛晨阳;袁艳玲;;金纳米颗粒制备及其光学特性研究[J];传感技术学报;2011年01期
8 王国军;姚瑰玮;马士禹;陈邦林;;不同还原剂对金纳米颗粒合成的影响[J];化学世界;2011年03期
9 王健;王冬梅;李原芳;;半胱氨酸化学键合金纳米颗粒用于氧化性小分子可视化测定的载体研究[J];科学通报;2011年15期
10 ;金纳米颗粒在重金属离子可视化检测中取得新进展[J];中国西部科技;2011年26期
相关会议论文 前10条
1 李薇;席时权;王海水;;金纳米颗粒的组装和结构研究[A];中国化学会第十届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2004年
2 张超;张丫丫;肖宜明;董振超;徐文;;金纳米颗粒荧光光谱特性研究[A];中国真空学会2012学术年会论文摘要集[C];2012年
3 张彩荣;曹淑妍;刘珍杰;马士禹;张云艳;陈邦林;;微纳氩、氮气泡对柠檬酸钠合成金纳米颗粒的影响[A];中国化学会第十四届胶体与界面化学会议论文摘要集-第1分会:表面界面与纳米结构材料[C];2013年
4 乔金菊;刘丽峰;王旭;姜宏伟;郑鹉;贺淑丽;;金纳米颗粒的制备及其光学性质研究[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年
5 王乙潜;梁文双;;金纳米颗粒的高分辨电子显微学研究[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年
6 史巍;鲁闻生;江龙;;尺寸可控的双溶性金纳米颗粒的制备[A];中国化学会第十二届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2009年
7 刘珍杰;王国军;马士禹;张云艳;陈邦林;;不同还原剂对金纳米颗粒合成的影响[A];中国化学会第十三届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2011年
8 田月;赵玉云;崔燕;蒋兴宇;;具有独特活性的金纳米颗粒的合成及其抗菌机制的研究[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年
9 冷飞;李英;甄淑君;李原芳;;基于金纳米颗粒的等离子体共振吸收测定阿莫西林[A];中国化学会第28届学术年会第9分会场摘要集[C];2012年
10 张彩荣;吴善超;曹淑妍;马士禹;张云艳;陈邦林;;微纳氢气泡制备金纳米颗粒[A];中国化学会第十四届胶体与界面化学会议论文摘要集-第1分会:表面界面与纳米结构材料[C];2013年
相关重要报纸文章 前3条
1 记者 李林旭;纳米科技领域的“黄金热”[N];中国黄金报;2013年
2 本报记者 冯卫东 郑晓春;有无肺癌一“闻”便知[N];科技日报;2009年
3 秀 田;带金病毒“间谍”刺探细胞情报[N];大众科技报;2004年
相关博士学位论文 前10条
1 张元;多层壳包覆的功能化金纳米颗粒在生物医学及液晶器件中的应用[D];浙江大学;2015年
2 刘迪龙;金纳米颗粒有序结构的界面自组装及其电磁场耦合增强研究[D];中国科学技术大学;2015年
3 庄强;金纳米颗粒的静电自组装及其在界面可控成膜中的应用[D];西北工业大学;2015年
4 易姿;基于金纳米颗粒和核酸的生物传感新方法的研究[D];湖南大学;2014年
5 赵婧;基于金纳米颗粒构建新型生物传感器的研究[D];南京大学;2011年
6 柴芳;基于金纳米颗粒生物探针的制备及其检测重金属离子的应用研究[D];东北师范大学;2010年
7 吴西;金纳米颗粒的光学性质及其用于细胞标记和肿瘤治疗[D];复旦大学;2012年
8 郭俊宏;碳化硅及金纳米颗粒表面结构诱导的荧光特性及其应用[D];南京大学;2014年
9 成婧;金纳米颗粒的合成及其在单粒子水平上的成像技术开发研究[D];湖南大学;2011年
10 魏琳;功能金纳米材料的合成、应用及光学显微成像技术的开发[D];湖南大学;2013年
相关硕士学位论文 前10条
1 仇昕;金纳米颗粒的合成及其光学性质的研究[D];上海交通大学;2008年
2 万晓燕;金纳米颗粒标记呼吸道合胞病毒入侵细胞的实时暗场光散射成像分析[D];西南大学;2015年
3 闫彭;关于金纳米颗粒的复合基因载体的研制[D];北京化工大学;2015年
4 赵倩;基于金、银纳米簇构建化学/生物传感研究[D];湖南科技大学;2015年
5 王萍;基于金纳米颗粒的化学发光法测定血小板衍生因子-BB和三磷酸腺苷[D];天津大学;2014年
6 孙浩帆;基于金纳米颗粒功能化二硫化钼复合材料电化学生物传感器的制备及应用[D];南京邮电大学;2015年
7 郝勇敢;二氧化钛基复合催化剂的结构设计及性能调控[D];安徽理工大学;2016年
8 张友琴;金纳米颗粒阵列后处理的研究[D];东北大学;2014年
9 辛艳;表面亲疏水性质渐变的球形金纳米颗粒调节树突状细胞成熟的初步研究[D];山东大学;2016年
10 白志军;荧光能量共振转移法研究牛血清蛋白部分肽段和水相金纳米颗粒的相互作用[D];内蒙古农业大学;2016年
,本文编号:2112575
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/2112575.html