基于信号放大的生物传感器在生化分析中的应用

发布时间：2017-10-15 13:37

  本文关键词：基于信号放大的生物传感器在生化分析中的应用

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【摘要】：表面增强拉曼(SERS)和表面等离子体共振技术(SPRi)是最近几年刚兴起的两种检测方法,干扰性小、检测速度快、灵敏性好等优点使得它们快速发展。本研究论文利用这两种新颖的检测方法结合杂交链式反应、聚合酶循环放大技术和纳米材料技术,构建了几种能有效检测离子和蛋白质的分析方法,内容如下:1、基于靶标汞离子引发的杂交链式反应和纳米生物条码的放大技术,以表面增强拉曼作为检测手段,设计了一种检测汞离子的方法。首先利用T-Hg~(2+)-T的稳定结合作用,将靶标分子Hg~(2+)引入,然后利用杂交链式反应为拉曼信号分子的结合提供大量位点,生物条码中纳米材料的应用保证了大量信号分子的附着,最后利用生物素-链霉亲和素的强相互作用,将信号分子引入到磁珠上,通过检测磁珠上拉曼信号分子的强度,实现对Hg~(2+)的有效检测。此方法新颖,简单,有创新性,为检测环境中的Hg~(2+)提供了一种新的方法。2、构建了一种将生物纳米材料与杂交链式反应相结合,利用SPR检测Hg~(2+)的方法。利用T-Hg~(2+)-T的特殊结构,将两条错配的DNA与Hg~(2+)相结合,在杂交链式反应与生物纳米材料的双重放大作用下,利用纳米材料与等离子的耦合作用与增重效应,可以增强SPR的信号值,实验中的检测到的最低浓度1.0×10-10 M。此方法可以快速、有效、高选择性地检测Hg~(2+),为定量检测重金属离子打开了新思路。3、此方案充分利用聚合酶的放大作用与生物纳米材料的表面增强等离子效应,实现了对凝血酶的检测。利用凝血酶与适体的特异性相互作用,将定量的凝血酶转换为易于操作的DNA。发卡DNA与S1生物识别保证了实验的特异性,然后利用金胶纳米粒子和量子点的耦合效应来增强信号。DNA聚合酶可以进行一系列重复大量的聚合置换反应,因此多重放大反应的应用实现了对凝血酶的有效检测。此实验方案温和,简单,经济,将适体与凝血酶的特异性结合换成别的识别作用,就可以广泛应用于小蛋白质的检测。
【关键词】：表面等离子共振成像 表面增强拉曼 金胶纳米粒子 适体
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 前言9-27
• 1.1 紫外可见吸收光谱9-11
• 1.1.1 紫外可见吸收曲线9
• 1.1.2 紫外可见吸收光谱的特点9-10
• 1.1.3 光吸收基本定律10
• 1.1.4 紫外可见光谱仪的基本组成10-11
• 1.2 生物传感器11-13
• 1.2.1 生物传感器的基本组成11-12
• 1.2.2 生物传感器的原理12
• 1.2.3 分子识别12
• 1.2.4 生物敏感物质的固定化12-13
• 1.3 表面增强拉曼散射13-18
• 1.3.1 拉曼散射简介13-14
• 1.3.2 表面增强拉曼散射简介14
• 1.3.3 表面增强拉曼散射检测生物化学组分14-17
• 1.3.4 激光拉曼光谱仪17-18
• 1.4 纳米材料18-19
• 1.4.1 金纳米粒子18
• 1.4.2 纳米胶体金的标记18-19
• 1.5 核酸与核酸反应19-21
• 1.5.1 核酸组成19-20
• 1.5.2 DNA的结构20
• 1.5.3 核酸分子杂交20
• 1.5.4 核酸DNA的功能20-21
• 1.6 表面等离子体共振生物传感器21-25
• 1.6.1 表面等离子体共振基本原理21-22
• 1.6.2 SPR生物传感器的原理22-23
• 1.6.3 SPR技术的优点23-24
• 1.6.4 表面等离子体共振技术的实际应用24-25
• 1.7 立题依据和主要研究内容25-27
• 第二章 基于杂交链式反应的表面增强拉曼检测Hg~(2+)27-37
• 2.1 引言27-28
• 2.2 实验部分28-30
• 2.2.1 试剂28
• 2.2.2 实验仪器28-29
• 2.2.3 金胶纳米粒子的制备29
• 2.2.4 生物条码的制备29
• 2.2.5 DNA在磁珠上的固定29-30
• 2.2.6 DNA分子杂交链式循环放大反应30
• 2.2.7 表面增强拉曼信号的检测30
• 2.3 结果与讨论30-36
• 2.3.1 实验方案原理30-32
• 2.3.2 金胶纳米粒子的SEM表征32
• 2.3.3 紫外可见吸收光谱32-33
• 2.3.4 可行性实验33
• 2.3.5 实验条件的优化33-35
• 2.3.6 不同浓度Hg~(2+)的SERS信号和工作曲线35
• 2.3.7 实验方案的选择性研究35-36
• 2.4 小结36-37
• 第三章 基于生物纳米材料的表面等离子体共振技术检测Hg~(2+)37-49
• 3.1 实验部分37-40
• 3.1.1 试剂37-38
• 3.1.2 实验仪器38
• 3.1.3 金胶纳米粒子的制备38-39
• 3.1.4 链霉亲和素包裹修饰纳米金胶的制备39
• 3.1.5 金片表面DNA固定39-40
• 3.1.6 金片表面生物传感器修饰40
• 3.1.7 SPR在线检测40
• 3.2 结果与讨论40-48
• 3.2.1 SPR检测Hg~(2+)的实验原理40-41
• 3.2.2 金胶纳米粒子的紫外光谱表征41-42
• 3.2.3 可行性实验42-43
• 3.2.4 电化学阻抗表征43-44
• 3.2.5 实验条件的优化44-46
• 3.2.6 SPR检测Hg~(2+)灵敏度的研究46-47
• 3.2.7 对Hg~(2+)的选择性实验47-48
• 3.3 小结48-49
• 第四章 基于酶循环放大技术的表面等离子体技术检测凝血酶49-61
• 4.1 实验部分49-52
• 4.1.1 试剂和仪器49-50
• 4.1.2 纳米金胶的制备50
• 4.1.3 CdS量子点的合成及修饰DNA50
• 4.1.4 合成生物条码50-51
• 4.1.5 SPR生物传感器的构建51-52
• 4.1.6 SPR在线监测52
• 4.2 结果与讨论52-59
• 4.2.1 实验方案原理52-53
• 4.2.2 实验可行性53-54
• 4.2.3 纳米金胶的表征54-55
• 4.2.4 紫外-可见吸收光谱55
• 4.2.5 凝血酶灵敏度检测55-56
• 4.2.6 实验条件的优化56-59
• 4.2.7 凝血酶检测的选择性59
• 4.3 小结59-61
• 结论61-63
• 参考文献63-71
• 致谢71-72
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文72-73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 张雁;尹利辉;金少鸿;;表面增强拉曼光谱法检测微量添加物质的研究[J];中国药事;2012年04期

2 顾振华;赵宇翔;吴卫平;彭少杰;赵建丰;胡耀铭;喻文娟;韩奕奕;;表面增强拉曼光谱法快速检测水产品中的孔雀石绿[J];化学世界;2011年01期

3 赵宇翔;彭少杰;赵建丰;胡耀铭;喻文娟;韩奕奕;;表面增强拉曼光谱法快速检测牛奶中的三聚氰胺[J];乳业科学与技术;2011年01期

4 王浩;刘艳琴;曹红;杨红梅;刘小力;闫龙宝;;固相萃取与高效液相色谱联用测定宠物食品中三聚氰胺[J];分析化学;2008年02期

5 吴泓橙;董守安;董颖男;唐春;杨生春;;金纳米粒子的阳光光化学合成和晶种媒介生长[J];高等学校化学学报;2007年01期

6 董守安;纳米技术中的金元素[J];贵金属;2003年01期

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本文编号：1037425