功能性纳米四面体的癌症标志物检测与DNA特异性剪切性质研究

发布时间：2020-03-30 00:02

【摘要】：本论文研究了不同种类的纳米材料基于DNA的自组装,不仅可以将DNA作为骨架将纳米材料组装成四面体空间结构,实现特定癌症标志物的检测,而且用一种切角四面体形貌的材料与DNA进行自组装,在光照的作用下,实现材料形貌和特性改变的同时,能将该DNA在特定位点进行切割,赋予纳米材料光催化特性。首先用含有能特异性识别癌症标志物的适配体序列作为纳米材料的组装骨架,将金和上转换纳米材料组装成空间四面体结构,构建了能特异性识别前列腺特异性抗原(PSA)和凝血酶的生物传感器,实现了对两种目标物的同时检测,并且具有很好的特异性。当有凝血酶存在时,凝血酶与金表面修饰的适配体结合,使金纳米粒子脱落,组装体的拉曼信号减弱,并且凝血酶浓度越高,拉曼强度越低。当PSA存在时,与修饰在上转换纳米粒子表面的适配体结合,使上转换纳米粒子从组装体上脱落,原本被淬灭的荧光得到恢复,凝血酶浓度越高,脱落的上转换纳米粒子越多,荧光强度越强。凝血酶和PSA的检测限分别达到了5.7×10~(-17)和3.2×10~(-20)M。合成了以手性半胱氨酸为配体的碲化镉(CdTe)纳米粒子,这种材料呈切角四面体状,能与鲑鱼精DNA在圆偏振光照射的条件下自组装成棒状纳米结构。当使用半胱氨酸的结构类似物为配体合成手性纳米粒子时,自组装不能发生。只有半胱氨酸的特殊构型能与鲑鱼精DNA接触并结合,并且整个体系由于DNA的参与加速了电子的转移,最终形成了具有荧光的富含元素Te的手性纳米棒。通过对上述组装后溶液中的DNA进行电泳表征和序列分析,发现此组装过程能对DNA特定位点进行切割,即这种半胱氨酸修饰的CdTe纳米粒子具有限制性核酸内切酶的功能。通过设定不同的对照实验,发现半胱氨酸修饰的CdTe纳米粒子能特异性识别不少于90个碱基对的双链DNA,并且在特异性序列GAT’ATC处选择性切割(’表示切割位置)。结果表明,切割活性来自光诱导产生活性氧,该位点的特异性切割归因于切角四面体形状的半胱氨酸修饰的CdTe与特定DNA序列构象之间的强亲和力。
【图文】：

扫描电镜照片,金纳米粒子,表面活性剂,种子

江南大学硕士学位论文是最常用的金棒合成方法，，即先制备小尺寸的金种子，然后加入到生长液中，性剂和硝酸银的共同作用下，使得金沿着特定晶面沉积，从而沿着某个方向生金棒。金在沉积过程中容易发生聚集，所以制备过程中要加入表面活性剂。通重表面活性剂或双重表面活性剂的方法、改变硝酸银的浓度、改变反应温度等形貌单一，产率高，长径比不同的金棒[18-20]。4 金纳米多面体除了常用的球状和棒状金纳米结构，各种金多面体结构也相继出现。如立方体、梭形等。这些多面体结构主要是改变前驱体、还原剂、表面活性剂的种类和采用不同的溶液滴加方法、滴加速度等，为晶体生长营造不同的生长环境，即原子沿着不同的方向各向异性生长，得到不同于传统形貌的晶体结构。黄又举用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和油酸钠双表面活性剂合成了指南针状的并且通过调节表面活性剂的量又可以得到不同的指南针[21]，如图 1-1。

示意图,高尔夫球,示意图,外壳

第一章绪论构[23, 24]。进一步控制反应条件，则可以得到单一内核/多个内核，单层外壳/多层外壳等多种复杂结构。Preston[25]等在二氧化硅纳米粒子外面修饰聚苯乙烯，以此为模板长一层金壳，然后将二氧化硅和聚苯乙烯反应除去，即可得到空心带孔的金高尔夫球纳米壳。如图 1-2，这种结构具有密度低、比表面积大、容易修饰等优点，内部的空腔可以吸附更多的反应物分子，外壳可以起保护作用，是一种理想的药物运载及释放、催化反应、能量转化材料。
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R730.4;TB383.1

【参考文献】