基于WS 2 和C 3 N 4 的生物传感器检测5hmC的研究

发布时间：2023-04-03 03:45

　　5-羟甲基胞嘧啶(5hmC)是5-甲基胞嘧啶(5mC)经过TET蛋白氧化产生的,是5mC的羟基化形式。研究表明,5hmC在神经元细胞和胚胎干细胞中含量相对较高,表明其在哺乳动物胚胎发育、细胞核重编程、基因表达调控和癌症进展等方面发挥重要作用。作为去甲基化的中间产物,其在动植物的生命活动中发挥着至关重要的作用。因此,5hmC被视为DNA的第六碱基。但是,由于5hmC与5mC结构相似且在动植物中含量很低。因此,实现对其的检测需要较高的灵敏度与特异性。目前常用的检测5hmC的方法有单分子实时测序法、毛细管电泳法、高效液相色谱-质谱联用、薄层色谱法和荧光法等。尽管这些方法可以实现准确检测,但是仍然存在一些问题,比如需要大型精密仪器,操作步骤复杂,成本昂贵等。因此寻找操作简单,成本低廉,检测速度快,灵敏度高的检测是研究热点。本文利用WS₂、MoS₂/C₃N₄异质结、C₃N₄以及功能化的Fe₃O₄作为基底材料,并通过硼酸功能...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
Abstract
1 前言
    1.1 表观遗传学
    1.2 DNA羟甲基化
        1.2.1 DNA羟甲基化概述
        1.2.2 DNA羟甲基化检测技术
    1.3 光电化学生物传感器
    1.4 电致化学发光生物传感器
    1.5 纳米材料信号扩增
    1.6 本课题的提出以及主要研究内容
2 材料与方法
    2.1 仪器与试剂
        2.1.1 仪器
        2.1.2 试剂
        2.1.3 实验中主要缓冲溶液的配置
    2.2 试验方法
        2.2.1 基于WS₂和碳量子点的光电化学传感器检测DNA羟甲基化
            2.2.1.1 WS₂ 纳米片的制备
            2.2.1.2 AuNPs的制备
            2.2.1.3 碳量子点的制备
            2.2.1.4 电极预处理
            2.2.1.5 传感器的构建
            2.2.1.6 PEC信号检测
            2.2.1.7 糖基转移酶活性抑制研究
        2.2.2 基于ZnO对 MoS₂/C₃N₄ 异质结的光电流抑制作用的光电化学传感器检测5hmC
            2.2.2.1 MoS₂ 的制备
            2.2.2.2 C₃N₄ 的制备
            2.2.2.3 ZnO-PAMAM的制备
            2.2.2.45 hmC的预处理
            2.2.2.5 ITO电极预处理
            2.2.2.6 生物传感器的制备
            2.2.2.7 光电化学信号检测
            2.2.2.8 实际样品检测
        2.2.3 基于二茂铁对C₃N₄ 电致发光信号抑制作用的电致化学发光传感器检测5hmC
            2.2.3.1 C₃N₄ 的制备
            2.2.3.2 MoS₂ 的制备
            2.2.3.3 TiO2 的制备
            2.2.3.4 巯基功能化PFc的制备
            2.2.3.5 电极的预处理
            2.2.3.6 生物传感器的制备
            2.2.3.7 ECL信号检测
            2.2.3.8 实际样品中5hmC含量检测
        2.2.4 基于功能化的Fe₃O₄ 磁珠和共价化学反应的电致化学发光传感器检测5hmC
            2.2.4.1 巯基修饰Fe₃O₄ 的制备
            2.2.4.2 电极的预处理
            2.2.4.3 生物传感器的制备
            2.2.4.4 ECL检测
            2.2.4.5 实际样品检测
3 结果与分析
    3.1 基于WS₂和碳量子点的光电化学传感器检测DNA羟甲基化
        3.1.1 检测策略
        3.1.2 材料的表征
        3.1.3 可行性分析
        3.1.4 条件优化
        3.1.5 羟甲基化DNA检测性能
        3.1.6 β-GT检测性能
    3.2 基于ZnO对 MoS₂/C₃N₄ 异质结的光电流抑制作用的光电化学传感器检测5hmC
        3.2.1 检测策略
        3.2.2 材料的表征
        3.2.3 实验可行性分析
        3.2.4 条件优化
        3.2.5 传感器的检测性能
        3.2.6 实际样品的检测
    3.3 基于二茂铁对C₃N₄ 电致发光信号抑制作用的电致化学发光传感器检测5hmC
        3.3.1 检测策略
        3.3.2 材料的表征
        3.3.3 不同修饰电极的交流阻抗图与ECL响应图
        3.3.4 条件优化
        3.3.5 传感器的检测性能
        3.3.6 实际样品的检测
    3.4 基于功能化的Fe₃O₄ 磁珠和共价化学反应的电致化学发光传感器检测5hmC
        3.4.1 检测策略
        3.4.2 材料的表征
        3.4.3 可行性分析
        3.4.4 条件优化
        3.4.5 传感器的检测性能
        3.4.6 实际样品检测
4 讨论
    4.1 基于WS₂和碳量子点的光电化学传感器检测DNA羟甲基化
    4.2 基于ZnO对 MoS₂/C₃N₄ 异质结的光电流抑制作用的光电化学传感器检测5hmC
    4.3 基于二茂铁对C₃N₄ 电致发光信号抑制作用的电致化学发光传感器检测5hmC
    4.4 基于功能化的Fe₃O₄ 磁珠和共价化学反应的电致化学发光传感器检测5hmC
5 结论
    5.1 基于WS₂和碳量子点的光电化学传感器检测DNA羟甲基化
    5.2 基于ZnO对 MoS₂/C₃N₄ 异质结的光电流抑制作用的光电化学传感器检测5hmC
    5.3 基于二茂铁对C₃N₄ 电致发光信号抑制作用的电致化学发光传感器检测5hmC
    5.4 基于功能化的Fe₃O₄ 磁珠和共价化学反应的电致化学发光传感器检测5hmC
6 创新之处
7 参考文献
8 致谢
9 攻读学位期间发表论文情况



本文编号：3780589