基于可控释放放大技术的荧光生物传感研究
发布时间：2020-12-07 08:18
三磷酸腺苷（adenosine triphosphate,ATP）广泛存在于各种生物体内,是一种重要的能源物质,并在细胞修复和再生,维持生物体正常运转中发挥了重要的作用,作为一种肿瘤标志物,ATP的含量可以反映细胞的变异与损伤,所以通过对恶性肿瘤中ATP的含量变化进行检测,可以了解细胞代谢情况以及肿瘤化疗中细胞杀死量。重金属污染对人类生存环境造成了重大威胁,重金属离子可以被植物和其他生物吸收累积,形成生物富集,进而通过生物链进入人体,直接影响人类的健康。因此设计高效、灵敏的分析方法用来检测水体和生物体内微量的重金属离子是非常重要的。本论文主要结合了纳米技术,分子识别,酶催化,可控释放等技术,得到检测信号的放大作用,通过荧光检测方法实现了对肿瘤标志物ATP及重金属离子的高灵敏、高选择性检测,同时,获得了检测物在肿瘤细胞内的荧光成像结果。以下是论文的主要内容:1.研制了一种高灵敏度和高选择性的检测细胞内ATP的新型控制释放生物传感器,通过在金纳米笼表面修饰正电荷,利用静电作用组装核酸适配体,由于ATP与核酸适体链之间具有分子识别的特异性反应,达到荧光分子的可控释放,获得了高灵敏的检测信号。...
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
将染料掺杂的PCM加载到金纳米笼内部，然后通过直接加热或超声加热将其从金纳米笼中释放（A）；金纳米笼和金纳米笼装载肉豆蔻醇和药物R6G后的透射电镜图
Fig. 1-2 (A) Scheme for signaling biomolecular interactions by the assembly of SWNand dye-labeled aptamer. (B) Structures of FAM, the FAM-labeled aptamer andATP[5He 等[53]利用 ATP 与其核酸适配体的特异性识别作用，构建了一种新 aptamer 介导三明治 DNA 封堵介孔二氧化硅的 ATP 响应控制释放体体系中，使用 MCM-41 型介孔二氧化硅，这种纳米颗粒具有两端开口道，表面容易被修饰，并且具有良好的生物相容性。ATP 适配体预先基修饰的单链 DNA1（臂 ss DNA1）和单链 DNA2（臂 ss DNA2）杂明治结构的 DNA，然后通过共价交联将臂 ss DNA1 和臂 ss DNA2 固二氧化硅颗粒表面，ATP 适配体和 ss DNA 形成的双螺旋结构覆盖在，介孔被封堵住。在没有 ATP 时，二氧化硅表面的介孔被封住，被封联钌吡啶（Ru(bipy)32+）无法从介孔二氧化硅内部释放；加入 ATP 后TP 与适配体具有更高的亲和力，ATP 与适配体结合，适配体从三明治NA 上脱落，离开颗粒表面，释放装载的 Ru(bipy)32+。利用这种基于核控制释放系统，可以检测 ATP 的浓度，并且能在活细胞中得到应用。
Hg2+-T）碱基对，这种配对甚至比 Waston-Crick 式腺嘌呤-胸腺嘧啶（A-T更稳定[54]，这种现象可以提供一种新的思路，利用金纳米笼的优势和 Hg2胸腺嘧啶之间的配位结合，设计一种新的控制释放生物传感器用来特异性汞离子。为了使检测过程中信号得到放大，可以在检测过程中引入核酸外切酶 Шo Ⅲ），Xuan[55]等报道了利用核酸外切酶（Exo Ⅲ）切割 T-Hg2+-T 碱基构建检测 Hg2+的电化学传感器。Exo Ⅲ 对于双链 DNA（dsDNA）具有特脱氧核糖核酸外切酶活性，从 3’到 5’，切割产物是 ssDNA（单链 DNA）’-P 单核苷酸，Exo Ⅲ 不需要特定的识别区域，无论是什么序列，切割都在钝端。当金属离子与单链核酸适配体结合后，适配体构象改变，加入 Ex由于 Exo Ⅲ 对双链 DNA 的切割作用，金属离子可以从错配碱基对中被释来，循环回到溶液中，并与其他单链核酸适配体结合。这种依靠酶的作用离子诱导核酸适配体构象改变的方法可以实现信号放大，提高检测的灵敏
【参考文献】：
期刊论文
[1]核酸外切酶辅助的信号放大策略在生化分析中的应用进展[J]. 文立,徐凤州,何晓晓,王柯敏,何定庚,卿太平,邹振. 分析化学. 2015(11)
[2]ATP生物荧光法在手卫生质量检测中的应用研究[J]. 刘波,张卫红,张苏明,张翔,陈文森,李松琴. 中国消毒学杂志. 2014(12)
[3]荧光染料概述[J]. 杨军浩,李洪启,卢聪聪. 染料与染色. 2014(05)
[4]基于磁纳米颗粒的二段对称分裂式G-四分体DNA酶生物传感器用于Hg2+的快速检测[J]. 张佳佳,代佩卿,李超,李南忘,程圭芳,何品刚,方禹之. 化学学报. 2014(09)
[5]ATP检测方法研究进展[J]. 林小峰,吴玉萍,陈学军,文大荣,孔光辉. 中国农学通报. 2013(36)
[6]基于核酸适配子的高灵敏的ATP检测研究[J]. 何大莉,鲁卫平,曾照芳. 激光杂志. 2013(05)
[7]核酸适配体在生化分离及检测领域中的研究进展[J]. 李晓佩,杨良嵘,黄昆,李文松,孙西同,刘会洲. 化工学报. 2013(01)
[8]环境问题的社会决策[J]. 藤垣裕子,俞石洪. 世界环境. 2012(02)
[9]ATP生物发光技术在微生物检测中的应用[J]. 尹子波,侯玉柱,尹建军,宋全厚. 食品研究与开发. 2012(02)
[10]细胞ATP检测试剂的优化及其灵敏度的测定[J]. 柳雅立,孙玉,石英,乔录新,魏飞力,计云霞,寇卜心,陈德喜. 科学技术与工程. 2010(11)
本文编号：2902938
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
将染料掺杂的PCM加载到金纳米笼内部，然后通过直接加热或超声加热将其从金纳米笼中释放（A）；金纳米笼和金纳米笼装载肉豆蔻醇和药物R6G后的透射电镜图
Fig. 1-2 (A) Scheme for signaling biomolecular interactions by the assembly of SWNand dye-labeled aptamer. (B) Structures of FAM, the FAM-labeled aptamer andATP[5He 等[53]利用 ATP 与其核酸适配体的特异性识别作用，构建了一种新 aptamer 介导三明治 DNA 封堵介孔二氧化硅的 ATP 响应控制释放体体系中，使用 MCM-41 型介孔二氧化硅，这种纳米颗粒具有两端开口道，表面容易被修饰，并且具有良好的生物相容性。ATP 适配体预先基修饰的单链 DNA1（臂 ss DNA1）和单链 DNA2（臂 ss DNA2）杂明治结构的 DNA，然后通过共价交联将臂 ss DNA1 和臂 ss DNA2 固二氧化硅颗粒表面，ATP 适配体和 ss DNA 形成的双螺旋结构覆盖在，介孔被封堵住。在没有 ATP 时，二氧化硅表面的介孔被封住，被封联钌吡啶（Ru(bipy)32+）无法从介孔二氧化硅内部释放；加入 ATP 后TP 与适配体具有更高的亲和力，ATP 与适配体结合，适配体从三明治NA 上脱落，离开颗粒表面，释放装载的 Ru(bipy)32+。利用这种基于核控制释放系统，可以检测 ATP 的浓度，并且能在活细胞中得到应用。
Hg2+-T）碱基对，这种配对甚至比 Waston-Crick 式腺嘌呤-胸腺嘧啶（A-T更稳定[54]，这种现象可以提供一种新的思路，利用金纳米笼的优势和 Hg2胸腺嘧啶之间的配位结合，设计一种新的控制释放生物传感器用来特异性汞离子。为了使检测过程中信号得到放大，可以在检测过程中引入核酸外切酶 Шo Ⅲ），Xuan[55]等报道了利用核酸外切酶（Exo Ⅲ）切割 T-Hg2+-T 碱基构建检测 Hg2+的电化学传感器。Exo Ⅲ 对于双链 DNA（dsDNA）具有特脱氧核糖核酸外切酶活性，从 3’到 5’，切割产物是 ssDNA（单链 DNA）’-P 单核苷酸，Exo Ⅲ 不需要特定的识别区域，无论是什么序列，切割都在钝端。当金属离子与单链核酸适配体结合后，适配体构象改变，加入 Ex由于 Exo Ⅲ 对双链 DNA 的切割作用，金属离子可以从错配碱基对中被释来，循环回到溶液中，并与其他单链核酸适配体结合。这种依靠酶的作用离子诱导核酸适配体构象改变的方法可以实现信号放大，提高检测的灵敏
【参考文献】：
期刊论文
[1]核酸外切酶辅助的信号放大策略在生化分析中的应用进展[J]. 文立,徐凤州,何晓晓,王柯敏,何定庚,卿太平,邹振. 分析化学. 2015(11)
[2]ATP生物荧光法在手卫生质量检测中的应用研究[J]. 刘波,张卫红,张苏明,张翔,陈文森,李松琴. 中国消毒学杂志. 2014(12)
[3]荧光染料概述[J]. 杨军浩,李洪启,卢聪聪. 染料与染色. 2014(05)
[4]基于磁纳米颗粒的二段对称分裂式G-四分体DNA酶生物传感器用于Hg2+的快速检测[J]. 张佳佳,代佩卿,李超,李南忘,程圭芳,何品刚,方禹之. 化学学报. 2014(09)
[5]ATP检测方法研究进展[J]. 林小峰,吴玉萍,陈学军,文大荣,孔光辉. 中国农学通报. 2013(36)
[6]基于核酸适配子的高灵敏的ATP检测研究[J]. 何大莉,鲁卫平,曾照芳. 激光杂志. 2013(05)
[7]核酸适配体在生化分离及检测领域中的研究进展[J]. 李晓佩,杨良嵘,黄昆,李文松,孙西同,刘会洲. 化工学报. 2013(01)
[8]环境问题的社会决策[J]. 藤垣裕子,俞石洪. 世界环境. 2012(02)
[9]ATP生物发光技术在微生物检测中的应用[J]. 尹子波,侯玉柱,尹建军,宋全厚. 食品研究与开发. 2012(02)
[10]细胞ATP检测试剂的优化及其灵敏度的测定[J]. 柳雅立,孙玉,石英,乔录新,魏飞力,计云霞,寇卜心,陈德喜. 科学技术与工程. 2010(11)
本文编号：2902938
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/2902938.html
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