核酸适配体光学传感器检测三聚氰胺的研究与应用

发布时间：2017-09-05 02:00

  本文关键词：核酸适配体光学传感器检测三聚氰胺的研究与应用

  更多相关文章： 三聚氰胺 核酸适配体 金纳米粒子 G-四联体 荧光

【摘要】：三聚氰胺是一种重要的含氮杂环有机化合物,被广泛应用于塑料、甲醛树脂等工业生产中。由于其含氮量较高(66%),因此被非法添加到食品和动物饲料中,以从表面上增加蛋白质含量。虽然三聚氰胺本身的毒性较低,但是大量动物实验证明接触三聚氰胺可以造成亚急性或急性症状。研究表明三聚氰胺会导致生殖损伤和肾结石,严重的还会引起膀胱癌。目前,三聚氰胺的检测方法主要有高效液相色谱法、气相色谱串联质谱法、拉曼光谱法等等。核酸适配体(Aptamer)是一段DNA或RNA序列,通常是利用体外筛选技术—指数富集的配体系统进化技术(SELEX),从核酸分子文库中得到的寡核苷酸片段。核酸适配体可以与多种目标物质高特异性、高选择性地结合,因此被广泛应用于生物传感器领域。本文利用核酸适配体的特殊性质,设计了两种基于核酸适配体与金纳米粒子和核酸适配体与G-四联体的光学传感器快速、简单、灵敏的检测实际样品中的三聚氰胺的方法。研究内容主要包括:1.利用含有大量T碱基的单链DNA核酸适配体作为识别元件以及半胱胺盐酸盐保护的金纳米粒子(CS-Au NPs)作为颜色指示器。带负电的三聚氰胺特异性核酸适配体与带正电的CS-Au NPs通过静电引力作用使CS-Au NPs团聚,并伴随着溶液颜色从酒红色的蓝色的明显变化。而三聚氰胺与富含T碱基的核酸适配体可以通过特异性氢键作用结合成三聚氰胺与核酸适配体的复合物。与CS-Au NPs和核酸适配体的静电引力作用相比,三聚氰胺和核酸适配体的特异性作用更强,因此,三聚氰胺的存在可以阻止由核酸适配体诱导的CS-Au NPs的团聚及其颜色变化。基于以上原理,我们可以利用CS-Au NPs作为比色探针,建立一种简单、灵敏的检测三聚氰胺的方法。在最优条件下,CS-Au NPs的紫外光谱曲线(ΔA526)与1-24 n M的三聚氰胺成线性相关,检出限为0.389 n M。该方法成功应用于检测牛奶样品中的三聚氰胺,并与高效液相方法得出的数据一致,为三聚氰胺的快速检测提供了简单、灵敏的新方法。2.设计一种含有核酸适配体和G-四联体的单链标记荧光的寡核苷酸探针,建立一种快速、灵敏的检测塑料样品中三聚氰胺的方法。这种特殊的序列片段在其一端用FAM荧光染料标记,整个序列片段包括两部分:三聚氰胺特异性核酸适配体以及一个可以形成G-四联体结构的富含G碱基的序列。在G-四联体的一端,FAM具有强烈的荧光。然而,在加入三聚氰胺后,由于三聚氰胺与核酸适配体的特异性氢键结合作用,使得核酸适配体弯曲成发夹结构,这使G-四联体与FAM荧光染料的距离接近,最终使荧光发生猝灭。荧光信号的降低与添加三聚氰胺的浓度呈正相关,因此可以通过测定荧光强度来检测三聚氰胺。在最优条件下,计算得到检出限为6.32 n M,回收率为97.15%-101.92%,这与高效液相色谱方法测得的结果一致。总之,该方法快速、方便操作、节省检测时间并可应用于实际检测中,为检测样品中三聚氰胺的残留提供了新方法。
【关键词】：三聚氰胺 核酸适配体 金纳米粒子 G-四联体 荧光
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.3;TP212
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-28
• 1.1 三聚氰胺及其检测方法11-15
• 1.1.1 三聚氰胺简介11-12
• 1.1.2 检测方法12-15
• 1.2 核酸适配体15-19
• 1.2.1 核酸适配体简介15-16
• 1.2.2 核酸适配体的特点16
• 1.2.3 核酸适配体的化学修饰16-17
• 1.2.4 核酸适配体的应用17-19
• 1.3 金纳米粒子19-23
• 1.3.1 金纳米粒子的合成和表征19-20
• 1.3.2 金纳米粒子的性质20-21
• 1.3.3 金纳米粒子的应用21-23
• 1.4 G-四联体23-26
• 1.4.1 G-四联体简介23
• 1.4.2 G-四联体的结构特征23-24
• 1.4.3 G-四联体的应用24-26
• 1.5 论文研究内容及意义26-28
• 1.5.1 研究目标26
• 1.5.2 研究内容26
• 1.5.3 拟解决的关键问题26-27
• 1.5.4 研究意义27-28
• 第2章 基于金纳米粒子和核酸适配体比色检测牛奶中三聚氰胺28-47
• 2.1 引言28-29
• 2.2 实验部分29-31
• 2.2.1 试剂与材料29-30
• 2.2.2 仪器与设备30
• 2.2.3 半胱胺盐酸盐修饰的金纳米粒子的制备及表征30-31
• 2.2.4 比色检测三聚氰胺方法的建立31
• 2.2.5 实际样品的处理及检测31
• 2.3 结果与讨论31-45
• 2.3.1 利用CS-AuNPs和核酸适配体比色检测三聚氰胺的原理31-35
• 2.3.2 实验条件优化35-41
• 2.3.3 核酸适配体金纳米粒子比色检测三聚氰胺的性能分析41-44
• 2.3.4 实际样品的检测44-45
• 2.4 结论45-47
• 第3章 基于G-四联体核酸适配体荧光探针检测塑料样品中三聚氰胺47-61
• 3.1 引言47-49
• 3.2 实验部分49-50
• 3.2.1 试剂与材料49
• 3.2.2 仪器与设备49
• 3.2.3 检测三聚氰胺的步骤49-50
• 3.2.4 检测实际样品中的三聚氰胺50
• 3.3 结果与讨论50-60
• 3.3.1 利用T2探针与荧光染料之间的荧光猝灭检测三聚氰胺的机制50-54
• 3.3.2 实验条件的优化54-56
• 3.3.3 选择性研究56-57
• 3.3.4 圆二色光谱（CD）分析57-58
• 3.3.5 检测塑料样品中的三聚氰胺58-60
• 3.4 结论60-61
• 第4章 全文总结61-63
• 参考文献63-73
• 导师简介73-74
• 作者简介74-75
• 致谢75

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本文编号：795142