超猝灭核酸荧光探针应用研究
发布时间：2021-10-10 06:58
目的:传统用于定量检测的核酸荧光探针通常荧光背景高,信背比低,以此建立的分析方法检出限较高,无法满足人们对于痕量物质进行定量测定的需求。基于此,本研究针对不同类别的目标物,设计了一系列的超猝灭核酸荧光探针,用于不同目标物高灵敏、低浓度的定量检测。方法:分别利用双重猝灭分子信标和核酸染料、氧化石墨烯和不同荧光染料标记的3种金属离子(Hg2+、Pb2+和Ag+)核酸适配体、双金属有机框架材料Cu/UiO-66和荧光染料标记的氯霉素核酸适配体,构建了3种不同类别的荧光探针;利用这3种不同的荧光探针建立了3种不同类别物质的定量检测新方法。结果:利用双重猝灭分子信标及核酸染料Hoechst 33258所构建的荧光探针实现了复杂样品（血清）中单链DNA的高灵敏双色定量检测;利用3种荧光标记的金属离子核酸适配体和氧化石墨烯构建的荧光探针实现了对土壤样品中Hg2+、Pb2+和Ag+的一步同时定量检测;利用荧光标记的氯霉素核酸适配体及双金属有机骨架材料Cu/UiO-66构建...
【文章来源】：湖北民族大学湖北省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
荧光的产生(左)及失活途径(右)
当环境中同时存在两个不同的基团,荧光基团(供体,Donor)的发射光谱与另一个基团(受体,Acceptor)的吸收光谱存在部分重叠,并且两基团的空间距离小于10 nm时,供体分子的能量会向邻近的受体分子转移,发生荧光共振能量转移(FRET)效应[34](图1-2)。FRET效应表现为在进行荧光扫描时,使用供体的激发波长进行激发,检测到的是受体发出的荧光,如果受体的荧光量子产率为零,则发生FRET作用后表现为供体分子的荧光猝灭,这一过程没有光子参与,因此FRET作用属于非辐射跃迁的一种。1.2 核酸荧光探针
自从经典分子信标系列核酸探针出现以来,几乎所有核酸探针都可用于核酸探针用于DNA/RNA的检测,只需将核酸探针中的识别区碱基序列调整为完全互补的碱基序列即可。Yang等人[55]开发了一种基于核酸内切酶的分子信标探针,并将其制为核酸试纸,实现了单链核酸的无扩增检测。Zhang等人[56]开发了一种基于两阶段指数扩增反应和量子点纳米传感器(如图1-3),并快速、高灵敏和高特异性的用于检测MicroRNA(miRNA)。反应的扩增过程涉及到两个模板,第一个模板用于扩增miRNA,第二个模板用于将miRNA转化为用于响应的核酸序列,该实验可以将不同的miRNA转化为相同的响应核酸序列,并与对应的捕获探针杂交完成形检测过程。同时,此方法可以区分miRNA家族成员间的单核苷酸差异,通过结合特定模板,该方法只需使用相同的捕获和报告探针,即可应用于多种miRNA的测定。本课题组也提出过一种基于分子信标和核酸染料Sybr Green I的同步荧光分析方法,用于野生型乙型肝炎DNA的检测[44]。将荧光基团设计为FAM,在同步荧光分析检测目标DNA时,FAM和SYBR Green I的荧光峰完全重叠,系统的荧光信号明显增强,从而实现对DNA的高灵敏度荧光定量检测。此方法虽能简单快捷的用于ssDNA的分析,但是由于核酸染料Sybr Green I与双链DNA的结合不具有选择性,加入后可能与体系中未反应的分子信标茎部结合,增加了假阳性信号值,因此,此检测方法仍有待改进。
【参考文献】：
期刊论文
[1]An investigation of changes in water quality throughout the drinking water production/distribution chain using toxicological and fluorescence analyses[J]. Xue Han,Xin Ji,Xuan Ma,Jun-Ling Liu,Zhen-Yu He,Wei Chang,Fei Tang,Ai-Lin Liu. Journal of Environmental Sciences. 2020(01)
[2]Graphene oxide and molecular beacons-based multiplexed DNA detection by synchronous fluorescence analysis[J]. XIANG DongShan,ZHENG AiHua,LUO Ming,JI XingHu,HE ZhiKe. Science China（Chemistry）. 2013(03)
[3]荧光发射强度影响因素及荧光猝灭实验研究[J]. 鄢志丹,孙立东,胡春光,胡小唐,Peter Zeppenfeld. 光谱学与光谱分析. 2012(10)
本文编号：3427878
【文章来源】：湖北民族大学湖北省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
荧光的产生(左)及失活途径(右)
当环境中同时存在两个不同的基团,荧光基团(供体,Donor)的发射光谱与另一个基团(受体,Acceptor)的吸收光谱存在部分重叠,并且两基团的空间距离小于10 nm时,供体分子的能量会向邻近的受体分子转移,发生荧光共振能量转移(FRET)效应[34](图1-2)。FRET效应表现为在进行荧光扫描时,使用供体的激发波长进行激发,检测到的是受体发出的荧光,如果受体的荧光量子产率为零,则发生FRET作用后表现为供体分子的荧光猝灭,这一过程没有光子参与,因此FRET作用属于非辐射跃迁的一种。1.2 核酸荧光探针
自从经典分子信标系列核酸探针出现以来,几乎所有核酸探针都可用于核酸探针用于DNA/RNA的检测,只需将核酸探针中的识别区碱基序列调整为完全互补的碱基序列即可。Yang等人[55]开发了一种基于核酸内切酶的分子信标探针,并将其制为核酸试纸,实现了单链核酸的无扩增检测。Zhang等人[56]开发了一种基于两阶段指数扩增反应和量子点纳米传感器(如图1-3),并快速、高灵敏和高特异性的用于检测MicroRNA(miRNA)。反应的扩增过程涉及到两个模板,第一个模板用于扩增miRNA,第二个模板用于将miRNA转化为用于响应的核酸序列,该实验可以将不同的miRNA转化为相同的响应核酸序列,并与对应的捕获探针杂交完成形检测过程。同时,此方法可以区分miRNA家族成员间的单核苷酸差异,通过结合特定模板,该方法只需使用相同的捕获和报告探针,即可应用于多种miRNA的测定。本课题组也提出过一种基于分子信标和核酸染料Sybr Green I的同步荧光分析方法,用于野生型乙型肝炎DNA的检测[44]。将荧光基团设计为FAM,在同步荧光分析检测目标DNA时,FAM和SYBR Green I的荧光峰完全重叠,系统的荧光信号明显增强,从而实现对DNA的高灵敏度荧光定量检测。此方法虽能简单快捷的用于ssDNA的分析,但是由于核酸染料Sybr Green I与双链DNA的结合不具有选择性,加入后可能与体系中未反应的分子信标茎部结合,增加了假阳性信号值,因此,此检测方法仍有待改进。
【参考文献】：
期刊论文
[1]An investigation of changes in water quality throughout the drinking water production/distribution chain using toxicological and fluorescence analyses[J]. Xue Han,Xin Ji,Xuan Ma,Jun-Ling Liu,Zhen-Yu He,Wei Chang,Fei Tang,Ai-Lin Liu. Journal of Environmental Sciences. 2020(01)
[2]Graphene oxide and molecular beacons-based multiplexed DNA detection by synchronous fluorescence analysis[J]. XIANG DongShan,ZHENG AiHua,LUO Ming,JI XingHu,HE ZhiKe. Science China（Chemistry）. 2013(03)
[3]荧光发射强度影响因素及荧光猝灭实验研究[J]. 鄢志丹,孙立东,胡春光,胡小唐,Peter Zeppenfeld. 光谱学与光谱分析. 2012(10)
本文编号：3427878
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