基于磁性微球的信号放大/化学发光检测核酸和蛋白质

发布时间：2021-11-02 21:13

　　核酸和蛋白在生命体中起着重要作用,所以,建立检测核酸和蛋白的高灵敏方法具有重要意义。化学发光分析由于其灵敏度高和线性范围宽等优点,常常作为核酸和蛋白的检测手段。但对于某些超低含量的检测,有时也显得有些无力,因此,需要结合信号放大技术。传统的信号放大技术存在一些缺点,例如需要反复退火和加酶等。此外,均相体系的检测容易受到复杂环境的干扰,出现背景过高,甚至假阳性等情况。针对以上问题,我们将不需要反复退火、操作简便的恒温信号放大技术,如双发卡核酸催化组装技术（Catalytic hairpin assembly,CHA）、恒温链置换聚合反应（Isothermal strand-displacement polymerase reaction,ISDPS）以及杂交链式反应（Hybridization chain reaction,HCR）等与磁分离和化学发光检测结合。建立了几种灵敏度高、选择性好的检测核酸和蛋白的化学发光分析新方法,具体工作如下:1.在磁性微球表面,构建了两种基于CHA的DNA步行者传感器,其中一种是单脚DNA步行者,另一种则是双脚的;它们基本原理相似。当目标DNA存在时,打开... 

【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：139 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
本论文创新点
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 化学发光的分类及其在检测中的应用
        1.2.1 基于金属离子催化的化学发光分析法及其在检测中的应用
        1.2.2 基于生物酶催化的化学发光分析法及其在检测中的应用
            1.2.2.1 基于碱性磷酸酶催化的化学发光分析法
            1.2.2.2 基于辣根过氧化物酶催化的化学发光分析法
            1.2.2.3 基于萤光素酶催化的化学发光分析法
        1.2.3 基于模拟酶催化的化学发光分析法及其在检测中的应用
            1.2.3.1 基于脱氧核酶催化的化学发光分析法
            1.2.3.2 基于纳米材料模拟酶催化的化学发光分析法
        1.2.4 无催化剂的化学发光分析法及其在检测中的应用
    1.3 信号放大技术的分类及其在检测中的应用
        1.3.1 基于生物酶的信号放大技术及其在检测中的应用
        1.3.2 基于模拟酶的信号放大技术及其在检测中的应用
        1.3.3 基于核酸自组装的信号放大技术及其在检测中的应用
    1.4 本论文立题思想和主要工作
    参考文献
第二章 磁性微球表面DNA步行者传感及其用于核酸和T4磷酸激酶活性检测
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 材料和试剂
        2.2.2 仪器设备
        2.2.3 DNA溶液配制
        2.2.4 磁性微球偶联发钱结构DNA
        2.2.5 核酸检测
        2.2.6 无CHA放大的核酸检测
        2.2.7 T4磷酸激酶活性检测
        2.2.8 凝胶电泳
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 实验原理
        2.3.2 实验条件优化
            2.3.2.1 磁性微球表面H1数量的影响
            2.3.2.2 H2浓度的影响
            2.3.2.3 磁性微球用量的影响
            2.3.2.4 其它参数的影响
        2.3.3 核酸检测的线性关系和选择性实验
        2.3.4 两种模型检出限差别的探讨
        2.3.5 抗干扰研究
        2.3.6 无循环放大实验
        2.3.7 HIV序列检测分析
        2.3.8 凝胶电泳结果
        2.3.9 T4磷酸激酶活性检测
    2.4 小结
    参考文献
第三章 磁球表面多脚DNA步行者在蛋白检测中的应用
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 材料和试剂
        3.2.2 仪器设备
        3.2.3 磁性微球偶联DNA
        3.2.4 基于CHA的DNA步行者检测SA
        3.2.5 基于ISDPR的DNA步行者检测SA
        3.2.6 选择性分析
        3.2.7 抗干扰能力分析
        3.2.8 凝胶电泳成像
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 基于CHA的DNA步行者传感器实验原理
        3.3.2 基于CHA的DNA步行者传感器的实验条件优化
            3.3.2.1 CHA-catalyst链浓度的影响
            3.3.2.2 外切酶Ⅰ用量的影响
            3.3.2.3 H2浓度的影响
            3.3.2.4 SA-HRP浓度的影响
            3.3.2.5 磁性微球用量的影响
        3.3.3 基于CHA的DNA步行者传感器的线性关系和选择性
        3.3.4 基于ISDPR的DNA步行者传感器的实验原理
        3.3.5 基于ISDPR的DNA步行者传感器的实验条件优化
            3.3.5.1 Primer碱基数目的影响
            3.3.5.2 外切酶Ⅰ用量的影响
            3.3.5.3 聚合酶用量的影响
            3.3.5.4 其它参数的影响
        3.3.6 基于ISDPR的DNA步行者传感器线性关系和选择性
        3.3.7 两种DNA步行者传感器的比较
        3.3.8 抗干扰能力分析
        3.3.9 叶酸受体和凝血酶检测
        3.3.10 凝胶电泳结果
    3.4 小结
    参考文献
第四章 磁球表面空间位阻调控双脚DNA行走及其在核酸检测方面的应用
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 材料和试剂
        4.2.2 仪器设备
        4.2.3 磁性微球偶联DNA
        4.2.4 DNA步行者的空间位阻实验
        4.2.5 核酸检测
        4.2.6 选择性分析
        4.2.7 抗干扰能力分析
        4.2.8 凝胶电泳成像
        4.2.9 磁性微球上H1含量测定
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 实验原理
        4.3.2 空间位阻对单脚DNA步行者和双脚DNA步行者的影响
        4.3.3 不同长度位阻链的影响
        4.3.4 发卡结构的位阻链的影响
        4.3.5 磁性微球上位阻链数量的影响
        4.3.6 反应时间的影响
        4.3.7 磁性微球偶联H1数量的计算
        4.3.8 核酸检测
        4.3.9 抗干扰能力分析
        4.3.10 凝胶电泳分析
    4.4 小结
    参考文献
第五章 基于磁球表面杂交链式反应化学发光成像检测凝血酶
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 材料和试剂
        5.2.2 仪器设备
        5.2.3 磁性微球偶联DNA
        5.2.4 基于置换模型的凝血酶检测
        5.2.5 基于夹心模型的凝血酶检测
        5.2.6 选择性分析
        5.2.7 抗干扰能力分析
        5.2.8 凝胶电泳成像
        5.2.9 原子力显微镜表征
    5.3 实验结果与讨论
        5.3.1 基于置换模型的实验原理
        5.3.2 无HCR模型的对比
        5.3.3 置换模型的实验条件优化
        5.3.4 置换模型的工作曲线和选择性实验
        5.3.5 核酸检测
        5.3.6 夹心模型的实验原理
        5.3.7 夹心模型的实验条件优化
        5.3.8 夹心模型的工作曲线和选择性实验
        5.3.9 抗干扰能力分析
        5.3.10 AFM表征
    5.4 小结
    参考文献
总结与展望
附录: 攻博期间已发表和待发表的文章
致谢



本文编号：3472384