基于DNA生物分子技术信号放大的电化学免疫传感器的研究
本文选题:生物传感器 切入点:DNA生物分子技术 出处:《安徽师范大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:本论文将DNA生物分子技术信号放大策略应用于电化学领域,该技术能够显著地放大传感信号,使构筑的生物传感器的灵敏度提升、检出限降低。在DNA生物分子技术中,杂交链式反应由于过程简单且无需辅助酶的参与受到广大科学工作者的青睐。另外,通过杂交链式反应形成的DNA串联体作为一种理想的载体可以用来标记或负载大量的电化学活性材料(如阿霉素、二茂铁、亚甲基蓝、铜纳米粒子等等),由于携带大量的信号分子,其作为信号探针使电化学响应信号显著增强。本论文主要包括四个方面:第一章:简述生物传感器及其信号放大策略。第二章:制备基于杂交链式反应与DNA模板化的铜纳米粒子相结合的一种超灵敏、免标记的C-反应蛋白电化学免疫传感器。在这项工作中,通过杂交链式反应合成的双链DNA被用作合成铜纳米粒子的模板,而嵌入大量铜纳米粒子的DNA串联体又被用作信号探针来实现检测信号的放大。在最优的实验环境下,差示脉冲伏安技术用于记录该免疫传感器的电化学响应信号,铜纳米粒子的信号强度与C-反应蛋白浓度的对数在1 fg mL-1到100 ng mL-1范围内呈线性关系,其线性相关系数为0.996,检测限为0.33 fg mL-1。第三章:报道了一种基于杂交链式反应信号放大的电化学免疫分析法对甲胎蛋白抗原和前列腺特异性抗原进行同时检测。这项工作中包括了固定在金纳米粒子修饰电极表面的初始抗体、抗原、二抗复合物以及由辅助探针与标记二茂铁、亚甲基蓝的信号探针杂交而成的DNA串联体。在最优的实验环境下,用差示脉冲伏安技术进行信号测定,在-0.35 V和+0.33 V分别出现亚甲基蓝和二茂铁的还原峰,峰电流值与生物标志物浓度的对数在0.5 pg mL-1到50 ng mL-1范围之间呈现良好的线性关系,对于前列腺特异性抗原,其检出限为0.17 pg mL-1,对于甲胎蛋白抗原,其检出限为0.25 pg mL-1。第四章:我们尝试将能够嵌入DNA双螺旋结构中的小分子与杂交链式反应技术相结合构建一种超灵敏的多分析免疫传感器。阿霉素和亚甲基蓝用作信号分子。该免疫分析法通过抗原-抗体特异性识别在初始抗体、目标抗原与合成的二抗复合物之间形成“三明治”型免疫复合物,随后将大量的信号分子阿霉素、亚甲基蓝嵌插到由杂交链式反应形成的双链DNA的沟槽中作为信号探针,并通过DNA杂交反应连接到免疫复合物的表面形成超夹心型免疫结构。在最优的环境下,用方波伏安技术记录阿霉素和亚甲基蓝的电化学响应信号。结果在-0.30 V和-0.70 V分别显示出亚甲基蓝和阿霉素的信号峰,信号峰强度与生物标志物浓度的对数在0.05 pg mL-1到25 ng mL-1范围内呈现优良的线性关系,对于癌胚抗原,其检出限为0.03 pg mL-1,对于甲胎蛋白抗原,其检出限为0.02 pg mL-1。
[Abstract]:In this paper, the signal amplification strategy of DNA biomolecular technology is applied to the electrochemical field. This technique can significantly amplify the sensing signal, enhance the sensitivity of the biosensor and reduce the detection limit. In the DNA biomolecular technology, the sensitivity of the biosensor is improved and the detection limit is reduced. Hybrid chain reaction is favored by many scientists because of its simple process and no coenzyme involvement. In addition, The DNA series formed by hybrid chain reaction can be used as an ideal carrier to label or load a large number of electrochemical active materials (such as adriamycin, ferrocene, methylene blue, adriamycin, ferrocene, methylene blue). Copper nanoparticles and so on, because they carry a lot of signaling molecules, This thesis mainly includes four aspects: chapter 1: brief introduction of biosensor and its signal amplification strategy. Chapter 2: preparation of template based on hybrid chain reaction and DNA. A highly sensitive combination of copper nanoparticles, In this work, double-stranded DNA synthesized by hybrid chain reaction is used as a template for the synthesis of copper nanoparticles. The DNA series embedded in a large number of copper nanoparticles is used as a signal probe to amplify the detection signal. In the optimal experimental environment, differential pulse voltammetry is used to record the electrochemical response signals of the immunosensor. The signal intensity of copper nanoparticles was linearly correlated with the logarithm of C- reactive protein concentration in the range of 1fg mL-1 to 100ng mL-1. The linear correlation coefficient is 0.996 and the detection limit is 0.33 fg mL-1. Chapter 3: an electrochemical immunoassay based on amplification of hybrid chain reaction signal is reported for simultaneous detection of alpha-fetoprotein antigen and prostate specific antigen. This includes the initial antibody immobilized on the surface of the gold nanoparticles modified electrode. Antigens, second antibody complexes and DNA series composed of auxiliary probes and signal probes labeled with ferrocene and methylene blue. In the optimal experimental environment, the signals were determined by differential pulse voltammetry. The reduction peaks of methylene blue and ferrocene appeared at -0.35 V and 0.33 V, respectively. The peak current value showed a good linear relationship with the logarithm of biomarker concentration in the range of 0.5 PG mL-1 to 50 ng mL-1. The detection limit was 0.17 PG mL-1. The detection limit is 0. 25 PG mL-1. 4th: we try to combine small molecules embedded in DNA double helix structure with hybrid chain reaction technique to construct a super-sensitive multi-analytical immunosensor. Adriamycin and methylene blue. As signal molecules. This immunoassay is specifically identified by antigen-antibody in the initial antibody, A "sandwich" type immune complex was formed between the target antigen and the synthesized second antibody complex. A large number of signal molecules, adriamycin and methylene blue, were subsequently inserted into the channel of the double-stranded DNA formed by the hybrid chain reaction as a signal probe. The supersandwich immune structure was formed on the surface of the immune complex by DNA hybridization reaction. The electrochemical response signals of adriamycin and methylene blue were recorded by square wave voltammetry. Results the signal peaks of methylene blue and doxorubicin were observed at -0.30 V and -0.70 V, respectively. The linear relationship between the peak intensity and the logarithm of biomarker concentration was found in the range of 0.05pg mL-1 to 25ng mL-1. The detection limit for carcinoembryonic antigen was 0.03 PG mL -1, and for alpha-fetoprotein antigen 0.02pg mL -1.
【学位授予单位】:安徽师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O657.1;TP212
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 赵艳丽,刘国琴;一种快速提取小麦DNA的方法[J];郑州工程学院学报;2002年03期
2 赵广超 ,朱俊杰 ,陈洪渊 ,王雪梅 ,陆祖宏;Spectroscopic and Spectroelectrochemical Studies of Interaction of Nile Blue with DNA[J];Chinese Journal of Chemistry;2002年01期
3 张鹏 ,孟继本 ,龙江 ,松浦辉男 ,王永梅;Synthesis of Benzo [α]phenoxazin-5-one Derivatives and Their Interactions with DNA[J];Chinese Journal of Chemistry;2002年05期
4 陈绘丽 ,杨频;A Novel Cobalt(III) Mixed-polypyridyl Complex: Synthesis, Characterization and DNA Binding[J];Chinese Journal of Chemistry;2002年12期
5 周莉,李树蕾,陈辉,黄可欣,聂毓秀;DNA Damage Effect of Mixed Rare Earth Changle Crossing Placenta Barrier on Rat Embryo[J];Journal of Rare Earths;2003年02期
6 陈婧,康敬万;Interaction between Eu(bpy)_3~(3+) Complex and DNA by Fluorophotometry[J];Journal of Rare Earths;2003年S1期
7 张强;企业DNA:核心竞争力[J];中国石化;2004年06期
8 ;Interaction between DNA with Complex of Eu~(3+)-Rutin by UV-Visible Spectroscopy and Electrochemistry[J];Journal of Rare Earths;2005年04期
9 周春琼,邓先和,杨频;Interaction of Complex of Europium and Hbbimp with DNA[J];Journal of Rare Earths;2005年05期
10 ;Synthesis of a New Cobalt (II) Complex and its Interaction with DNA[J];Chinese Chemical Letters;2005年04期
相关会议论文 前10条
1 Michael J.Siefkes;Cory O.Brant;Ronald B.Walter;;A novel real-time XL-PCR for DNA damage detection[A];渔业科技创新与发展方式转变——2011年中国水产学会学术年会论文摘要集[C];2011年
2 ;Hormonal Regulation and Tumorigenic Role of DNA Methyltransferase[A];2011中国妇产科学术会议暨浙江省计划生育与生殖医学学术年会暨生殖健康讲习班论文汇编[C];2011年
3 Dongmei Zhao;Fan Jin;Yuli Qian;Hefeng Huang;;Expression patterns of Dnmtl and Dnmt3b in preimplantational mouse embryos and effects of in-vitro cultures on their expression[A];中华医学会第十次全国妇产科学术会议妇科内分泌会场(妇科内分泌学组、绝经学组、计划生育学组)论文汇编[C];2012年
4 姜东成;蒋稼欢;杨力;蔡绍皙;K.-L.Paul Sung;;在聚吡咯微点致动下的DNA杂交行为[A];2008年全国生物流变学与生物力学学术会议论文摘要集[C];2008年
5 白明慧;翁小成;周翔;;联邻苯二酚类小分子作为DNA交联剂的研究[A];第六届全国化学生物学学术会议论文摘要集[C];2009年
6 张晔;杜智;杨斌;高英堂;;检测外周血中游离DNA的应用前景(综述)[A];天津市生物医学工程学会第29届学术年会暨首届生物医学工程前沿科学研讨会论文集[C];2009年
7 周红;郑江;王良喜;丁国富;鲁永玲;潘文东;罗平;肖光夏;;CpG DNA诱导全身炎症反应综合征的作用及其机制研究[A];全国烧伤创面处理、感染专题研讨会论文汇编[C];2004年
8 ;EFFECTS OF Ku70-DEFICIENT ON ARSENITE-INDUCED DNA DOUBLE STRAND BREAKS, CHROMOSOMAL ALTERATIONS AND CELL CYCLE ARREST[A];海峡两岸第三届毒理学研讨会论文摘要[C];2005年
9 李经建;冀中华;蔡生民;;小沟结合方式中的DNA媒介电荷转移[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集(下集)[C];2005年
10 ;The interaction between Levofloxacine Hydrochloride and DNA mediated by Cu~(2+)[A];湖北省化学化工学会2006年年会暨循环经济专家论坛论文集[C];2006年
相关重要报纸文章 前10条
1 本报记者 袁满;平安:把“领先”作为DNA[N];经济观察报;2006年
2 舒放;编织一个DNA纳米桶[N];医药经济报;2006年
3 闫洁;英两无罪公民起诉要求销毁DNA记录[N];新华每日电讯;2008年
4 何德功;日本制成诊断鱼病的“DNA书”[N];农民日报;2004年
5 本报记者 张巍巍;DNA样本也能作假[N];科技日报;2009年
6 周斌伟 邹巍;苏州警方应用DNA技术一年侦破案件1887起[N];人民公安报;2011年
7 本报记者 杨天笑;揭秘“神探”DNA[N];苏州日报;2011年
8 第四军医大学基础医学部生物化学与分子生物学教研室教授 李福洋;破除法老DNA的咒语[N];东方早报;2011年
9 常丽君;DNA电路可检测导致疾病的基因损伤[N];科技日报;2012年
10 常丽君;效率和质量:“DNA制造业”两大障碍被攻克[N];科技日报;2012年
相关博士学位论文 前10条
1 唐阳;基于质谱技术的基因组DNA甲基化及其氧化衍生物分析[D];武汉大学;2014年
2 池晴佳;DNA动力学与弹性性质研究[D];重庆大学;2015年
3 胡璐璐;哺乳动物DNA去甲基化过程关键酶TET2的三维结构与P暬蒲芯縖D];复旦大学;2014年
4 马寅洲;基于滚环扩增的DNA自组装技术的研究[D];南京大学;2014年
5 黄学锋;精子DNA碎片的临床意义:临床和实验研究[D];复旦大学;2013年
6 隋江东;APE1促进DNA-PKcs介导hnRNPA1磷酸化及其在有丝分裂期端粒保护中的作用[D];第三军医大学;2015年
7 刘松柏;结构特异性核酸酶FEN1在DNA复制及细胞周期过程中的功能性研究[D];浙江大学;2015年
8 王璐;哺乳动物中亲本DNA甲基化的重编程与继承[D];中国科学院北京基因组研究所;2015年
9 齐文靖;染色质改构蛋白BRG1在DNA双链断裂修复中的作用及机制研究[D];东北师范大学;2015年
10 龙湍;水稻T-DNA插入突变群体侧翼序列的分离分析和OsaTRZ2的克隆与功能鉴定[D];华中农业大学;2014年
相关硕士学位论文 前10条
1 郭进进;基于DNA生物分子技术信号放大的电化学免疫传感器的研究[D];安徽师范大学;2017年
2 谢华;基于DNA信号放大技术构建电化学生物传感器的研究[D];西南大学;2017年
3 董洪奎;面向可视化纳米操作的DNA运动学建模及误差实时校正方法[D];沈阳理工大学;2014年
4 闻金燕;水溶性羧基和吡啶基咔咯大环与DNA和人血清蛋白的相互作用[D];华南理工大学;2015年
5 江怿雨;水溶性羧酸卟啉及其配合物与DNA和人血清蛋白的相互作用[D];华南理工大学;2015年
6 高志森;比较外周游离循环肿瘤DNA与癌胚抗原监测非小细胞肺癌根治术前后肿瘤负荷变化的初步研究[D];福建医科大学;2015年
7 丁浩;血浆循环DNA完整性及多基因甲基化对肺癌诊断价值的研究[D];河北大学;2015年
8 王鹏;基于碳点@氧化石墨烯复合材料DNA生物传感器的构建及用于PML/RARα基因检测[D];福建医科大学;2015年
9 李海青;转碱篷和盐角草总DNA的耐盐紫花苜蓿的选育[D];内蒙古大学;2015年
10 李婷婷;小鼠DNA模式识别重要受体的分子结构特征及其功能研究[D];中国农业科学院;2015年
,本文编号:1581120
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/1581120.html