用于检测汞离子及双酚A的DNA光学生物传感器研究
本文关键词：用于检测汞离子及双酚A的DNA光学生物传感器研究
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【摘要】：重金属污染对生态环境和人体健康的危害已经引起广泛的关注。汞是重金属离子中毒性较强且污染较为普遍的,即使在较低浓度也能对人体造成伤害;双酚A(BPA,2,2-双对羟苯基丙烷)具有雌性激素的特性,可通过食品包装容器和塑料薄膜渗入食品或饮料,影响人或动物的中枢神经系统和生殖免疫系统。因此,建立对环境中微量汞离子(Hg2+)及BPA的检测方法具有很大意义且十分必要。以核酸适配体作为检测元素的新方法特异性高,稳定性好,转换机制灵活,受到学者的广泛研究,以实现对目标物质的灵敏检测。本文结合适配体较强的特异性结合力及纳米材料、聚合物的物理化学性质,通过不同的能量转换方式实现对Hg2+和BPA的检测。主要有以下三个方面的工作:1.基于阳离子聚合物PDDA比色检测汞离子基于阳离子聚合物PDDA能诱导Au NPs(Au NPs)溶液发生聚集进而吸光度改变的现象,实验构建了一种新型比色检测方法检测Hg2+。首先,DNA能通过静电吸引作用于PDDA结合,而在Hg2+的作用下,胸腺嘧啶与Hg2+之间的T-Hg2+-T效应能DNA形成发夹结构,发夹结构的DNA不能与PDDA作用,体系中自由的PDDA增加会促进Au NPs溶液聚集,对应的颜色由酒红色变为蓝紫色。因此,实验方法基于溶液颜色的变化实现对Hg2+的检测,在最优化条件下,所得到的检测范围是0.25-500 n M,检测限为0.15 n M。特异性分析表明所构建方法对目标很好的分辨性,此外,回收率实验表明此传感技术具有一定的实际应用潜力。2.基于外切酶Ⅲ比色法检测汞离子基于核酸外切酶Ⅲ(ExoⅢ)能够对T-Hg2+-T构成的双链DNA无悬挂碱基的3’端形成剪切作用,以及G四联体能与血红素形成具有催化ABTS盐与双氧水反应的催化剂特性,实验设计了一种循环扩增信号放大技术检测Hg2+。随着Hg2+浓度的增加,ExoⅢ的剪切效应增强,体系中产生的G四联体的量增加,导致溶液的吸光度发生改变。结果表明,所建立方法在Hg2+浓度为0.05-1ng/m L时具有较好的线性范围,实际样品检测回收率为98.3-106.2%,且具有很好的特异性。3.基于GO荧光传感技术检测双酚A在本章中,实验构建了一种基于GO和BPA配子特性构建的BPA荧光检测新方法。GO能吸附荧光修饰的ss DNA并淬灭其荧光性,此外,BPA能与BPA适配体特异性结合并改变适配体的结构,变构的适配体DNA不能被GO吸附。当体系中存在不同浓度的BPA时,基于BPA的诱导变构能力和荧光修饰DNA与GO的关系,实验得到不同的荧光信号值,数据分析表明所构建方法的检测范围为0.1-10 ng/m L,检测限可达0.05 ng/m L。此外,所构建方法在类似物分析中展现显著的特异性,实际样品添加回收率为96.0%-104.5%,表明其适应于实际水样中BPA的检测。
【关键词】：汞离子(Hg~(2+)) 双酚A(BPA) 金纳米粒子(AuNPs) 阳离子聚合物(PDDA) 氧化石墨烯(GO)
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X830;O657.3
【目录】：
- 致谢4-5
- 摘要5-7
- Abstract7-17
- 变量注释表17-18
- 1 绪论18-32
- 1.1 生物传感器18-20
- 1.2 基于适配体构建的DNA生物传感器20-25
- 1.3 纳米材料及外切酶Ⅲ在DNA生物传感技术的应用25-29
- 1.4 本论文研究的目的及意义29-32
- 2 基于阳离子聚合物PDDA比色检测汞离子32-44
- 2.1 引言32-33
- 2.2 实验部分33-35
- 2.3 结果与讨论35-43
- 2.4 本章小结43-44
- 3 基于免标记循环放大信号技术灵敏检测汞离子44-56
- 3.1 引言44
- 3.2 实验部分44-47
- 3.3 结果与讨论47-55
- 3.4 本章小结55-56
- 4 基于氧化石墨烯及BPA适配体的荧光传感技术检测双酚A56-66
- 4.1 引言56-57
- 4.2 实验部分57-59
- 4.3 结果与讨论59-65
- 4.4 本章小结65-66
- 5 结论与展望66-68
- 参考文献68-79
- 作者简历79-81
- 学位论文数据集81
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，本文编号：794707
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