基于多孔纳米材料反射干涉传感技术的DNA分子错配研究
本文关键词：基于多孔纳米材料反射干涉传感技术的DNA分子错配研究
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【摘要】：反射干涉光谱技术(RIFS)因其灵敏性和无损性等优势被用于检测DNA、蛋白质和病原体等。本文主要采用草酸电解质,通过电化学阳极氧化法制备纳米多孔氧化铝膜(nano-PAAM)。通过控制电压、电流、氧化时间等条件,研究影响制备高度有序孔结构的因素。为了对DNA分子的碱基错配进行研究,本文自制了nano-PAAM-AuL复合多孔材料,作为RIFS的传感层。其中,探针ssDNA分子通过共价键固化在孔壁上。自主搭建RIFS系统,探测其反射干涉光信号,通过一定的算法对获得的光谱数据进行处理分析。本文利用RIFS技术研究了多种碱基错配DNA分子,包括多碱基错配(全A和全C) DNA分子,三碱基错配(3C-MM) DNA分子,以及同一位点不同单碱基错配(C-MM和T-MM)的DNA分子。结果表明,RIFS技术在单分子性质研究方面具有主要的应用潜力。
【关键词】：反射干涉光谱 纳米多孔氧化铝膜 快速傅里叶变换 碱基错配
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：Q523;O657.3
【目录】：
- 摘要4-5
- ABSTRACT5-9
- 第一章 绪论9-17
- 1.1 光学生物传感器的概述9-12
- 1.1.1 光学生物传感器原理及分类9-11
- 1.1.2 基于光学的生物传感器的研究与进展11-12
- 1.2 多孔氧化铝材料的概述12-14
- 1.2.1 多孔氧化铝材料的简介12-13
- 1.2.2 多孔氧化铝材料的制备13
- 1.2.3 多孔氧化铝材料的特性13-14
- 1.3 反射干涉光谱传感器14-16
- 1.3.1 反射干涉光谱的原理14-15
- 1.3.2 基于RIFS技术在检测生物分子中应用15-16
- 1.4 研究内容及意义16-17
- 第二章 基于nano-PAAM材料的RIFS的研究17-31
- 2.1 引言17
- 2.2 nano-PAAM膜的制备和研究17-23
- 2.2.1 实验材料和方法17-20
- 2.2.2 Nano-PAAM膜的表征和分析20-23
- 2.3 基于nano-PAAM镀金膜RIFS的研究23-29
- 2.3.1 反射干涉频谱法系统搭建23-24
- 2.3.2 nano-PAAM镀金膜的反射谱的信噪比研究24-26
- 2.3.3 基于nano-PAAM镀金膜的RIFS的FFT变化26-29
- 2.4 本章总结29-31
- 第三章 基于RIFS的多碱基错配的DNA分子特性研究31-45
- 3.1 引言31
- 3.2 探针分子的制备31-33
- 3.2.1 实验材料31-32
- 3.2.2 实验方法32-33
- 3.3 探针ssDNA分子的光学特性33-38
- 3.3.1 功能化nano-PAAM镀金膜的反射干涉研究34-36
- 3.3.2 探针ssDNA分子的反射干涉特性研究36-38
- 3.4 all-A和all-C多碱基错配的DNA分子的光学特性38-42
- 3.4.1 all-A和all-C碱基错配的DNA分子的反射干涉光谱研究39-40
- 3.4.2 all-A和all-C多碱基错配的DNA分子的FFT特性40-42
- 3.4.3 不同ssDNA分子与目标ssDNA互补的光学特性42
- 3.5 本章小结42-45
- 第四章 基于RIFS三碱基和单碱基错配的DNA分子的研究45-53
- 4.1 引言45
- 4.2 三碱基和单碱基错配的DNA分子的制备45-46
- 4.2.1 实验材料与器件45-46
- 4.2.2 探针芯片的选择及DNA样品的制备46
- 4.3 单碱基错配和三碱基错配的DNA分子的反射干涉光学特性46-48
- 4.4 单碱基和三碱基错配的DNA分子的FFT特性48-51
- 4.5 不同浓度探针ssDNA与目标ssDNA互补的研究51-52
- 4.6 本章小结52-53
- 第五章 总结和展望53-55
- 5.1 实验结果和总结53-54
- 5.2 展望54-55
- 参考文献55-61
- 致谢61-63
- 攻读硕士学位期间发表的科研成果63
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