基于PCERS技术和核酸放大技术的光化学生物传感器的研究

发布时间：2017-04-04 08:16

  本文关键词：基于PCERS技术和核酸放大技术的光化学生物传感器的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,随着社会经济的不断发展与人民生活水平的不断提高,光化学生物传感器在食品安全、环境安全、公共卫生安全等与人们的身体健康和日常生活息息相关的领域有较大应用。本论文研究内容如下：霍乱是一种强致病的传染性疾病,现在它依然是一个全球性的威胁和挑战,尤其是在一些水资源被污染和没有足够医疗保障的国家和地区。早期的霍乱毒素蛋白检测对于预防霍乱的大范围爆发和死亡有重要的意义,霍乱毒素蛋白作为一种独特的生物标记物,必须采用一种公认的快速、可靠、价格合理的检测手段。在论文的第二章中,我们发展了一种新型的PCERS纳米粒子在均相体系中可超灵敏一步检测霍乱毒素(CT)的新方法。该方法通过以表面修饰拉曼染料的纳米金为核,包被一层磷脂双分子层为壳,磷脂双分子层间嵌入能够与霍乱毒素(CT)特异结合的神经节苷脂GM1,该自组装的等离子纳米探针能够特异捕获霍乱毒素(CT),导致PCERS纳米粒子聚集,SERS信号增强。实验结果也表明了PCERS纳米粒子具有非常高的灵敏性,信背比约为24倍的情况下,检测下限可低至0.3 pg/mL,具有5个数量级的动态范围,同时还有在复杂体系中优异的抗干扰性。PCERS纳米粒子可能成为一个对霍乱毒素做到超灵敏即时检测并可实现对其诊断及预防的实用新方法。MicroRNA(miRNAs)是一类小型的内源性非编码蛋白(约19-25个核苷酸)的RNA分子,其在很大范围的生物过程中发挥重要的调节作用。然而,miRNA检测是非常具有挑战性的,主要归因于它们的长度非常短,家族miRNA成员之间的序列同源性,不稳定性退化和在RNA总体含量中比例非常低。因此,制定快速、特异、灵敏的miRNA检测方法是非常重要和迫切的。在论文的第三章中,我们开发了一种基于目标物催化发夹自组装组件(CHA)和环状酶促扩增技术用于miRNA的检测,并将其命名为CHA-ERA。CHA扩增是通过目标核酸的特异性触发引起酶促扩增(ERA)反应。该方法应用于miRNA的检测中,CHA-ERA法的检测下限低至50 fM,可以得到很宽的动态范围,检测上限高达1 nM。该方法在鉴别单碱基错配方面还表现出优异的选择性。本方法确实提供了一种高效的核酸扩增的新范例,在miRNA表达性能分析和相关治疗诊断方面具有很大的应用潜力。
【关键词】：光化学生物传感器 霍乱毒素 PCERS MicroRNA 信号放大
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O644.1;TP212.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-25
• 1.1 光化学生物传感器的工作原理及其分类10
• 1.2 光化学生物传感器的研究进展10-15
• 1.2.1 表面等离子共振(SPR)技术11-12
• 1.2.2 表面增强拉曼散射(SERS)技术12-15
• 1.3 纳米金在光化学生物传感器的应用15-20
• 1.4 基于功能核酸和酶的等温信号放大技术20-24
• 1.4.1 基于核酸杂交放大技术20-21
• 1.4.2 基于等温聚合酶扩增放大技术21-24
• 1.5 本论文研究的主要内容24-25
• 第2章 基于PCERS技术在均相中一步法检测霍乱毒素25-39
• 2.1 引言25-26
• 2.2 实验部分26-28
• 2.2.1 试剂及仪器26
• 2.2.2 等离子纳米金颗粒的合成26-27
• 2.2.3 纳米金颗粒修饰上拉曼染料的的制备27
• 2.2.4 等离子耦合增强拉曼散射纳米粒子(PCERS)的制备27
• 2.2.5 在均相中一步法进行霍乱毒素的检测27
• 2.2.6 表征实验27-28
• 2.3 结果与讨论28-37
• 2.3.1 实验设计原理28-29
• 2.3.2 PCERS纳米粒子电镜和质谱表征图29-30
• 2.3.3 PCERS纳米粒子合成前后动态光散射表征图30-31
• 2.3.4 PCERS纳米粒子拉曼和动态光散射表征图31-32
• 2.3.5 PCERS检测霍乱毒素的紫外可见光谱的验证32-33
• 2.3.6 透射电镜表征33-34
• 2.3.7 霍乱毒素检测长时稳定性的考察34-35
• 2.3.8 霍乱毒素的回收率测定35-36
• 2.3.9 霍乱毒素检测的工作曲线测定36-37
• 2.4 小结37-39
• 第3章 基于核酸放大技术检测mIRNA39-53
• 3.1 引言39-40
• 3.2 实验部分40-42
• 3.2.1 试剂及仪器40-41
• 3.2.2 采用CHA-ERA反应对miRNA的检测41
• 3.2.3 凝胶电泳分析41-42
• 3.2.4 细胞培养以及总RNA的提取42
• 3.3 结果与讨论42-51
• 3.3.1 实验原理42-44
• 3.3.2 miRNA检测的特征荧光图44-45
• 3.3.3 电泳实验表征45-46
• 3.3.4 对目标miRNA检测的特异性46-47
• 3.3.5 检测miR-21的条件优化47-48
• 3.3.6 复杂体系中miRNA的测定48-49
• 3.3.7 CHA-ERA法与qRT-PCR方法分析比较49-50
• 3.3.8 miRNA检测的工作曲线50-51
• 3.4 小结51-53
• 结论53-54
• 参考文献54-64
• 附录A 攻读学位期间发表的学术论文目录64-65
• 致谢65

  本文关键词：基于PCERS技术和核酸放大技术的光化学生物传感器的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：285216