基于DNA纳米材料的无酶等温循环放大检测重金属离子与ATP

发布时间：2017-04-23 15:10

  本文关键词：基于DNA纳米材料的无酶等温循环放大检测重金属离子与ATP，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：生物技术和材料科学的结合促进了生物传感器的研究发展,将传统的生物检测方法提到一个更高的层次。核酸适配体作为一种生物小分子,通过化学方法在体外合成,而且易于修饰,能与靶向分子特异性结合,使适配体的构像发生改变,可以用于各种靶向分子的检测,具有较好的特异性。氧化石墨烯作为一种新型的纳米材料,可以通过π-π堆积将单链DNA和茎环DNA吸附到氧化石墨烯表面,并将其标记或插入染料荧光素的荧光强度猝灭。而双链DNA表面刚性较强,不易被吸附到氧化石墨烯表面,因此,可以降低生物检测的背景荧光,提高生物检测的灵敏度。本文主要基于核酸适配体与靶向分子特异性结合以及氧化石墨烯的荧光猝灭效应,开展以下工作:(1)提出了一种基于DNA双链取代的策略和SYBR GreenⅠ(SG)作为荧光染料插入剂区别单双链进行检测铅离子的荧光传感方法。SG作为一种染料分子,可以插入双链DNA,使SG荧光强度明显增强。铅离子适配体首先与其互补单链DNA杂交形成稳定的双链DNA结构,当溶液中存在铅离子时,铅离子与其适配体特异性结合,减少双链DNA的数量,当向溶液中加入SG,根据溶液中荧光强度的高低进行定量检测铅离子,此方法具有灵敏度高、特异性强、简便快速等优点。最低检测浓度为2 nM。(2)汞离子的检测对于环境检测十分重要,本章提出了一种新颖的、方便的生物传感方法用来检测汞离子。这种方法是基于无酶等温放大的DNA链置换反应技术和使用SG以及氧化石墨烯无标记的荧光传感平台,灵敏度高、特异性强。在汞离子浓度在0.1 nM-50 nM范围内,汞离子浓度对数具有较好的线性范围,检测限为0.091 nM。此外,我们的这种传感策略在未来的环境调查中具有很好的潜力。(3)提出了一种基于磁性辅助的杂交链反应放大检测三磷酸腺苷(ATP)的传感策略。磁性纳米粒子表面易于修饰,而且操作方便,具有很好的分离效果,能够提高生物传感的选择性。首先,利用生物素与链霉亲和素之间的亲和力作用,将生物素标记的ATP适配体连接到链霉亲和素修饰的磁性纳米粒子表面,然后加入与ATP适配体互补的一段单链DNA进行杂交,通过磁性分离除去未杂交上的DNA,加入靶向ATP,ATP与其适配体特异性结合将适配体的互补单链DNA通过磁性分离出来,磁性分离出的信号DNA继续用于下一步的杂交链反应,将信号放大。最后利用氧化石墨烯对荧光的猝灭效应降低背景荧光,达到高灵敏度、高选择性检测靶向ATP。其中,ATP的最低检测浓度为0.1 nM。
【关键词】：核酸适配体 氧化石墨烯 等温放大反应 铅离子 汞离子 ATP
【学位授予单位】：鲁东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.1;TP212.3
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第1章 引言13-26
• 1.1 生物传感器的概述14-15
• 1.1.1 生物传感器的组成14
• 1.1.2 生物传感器的分类及其应用14-15
• 1.2 核酸适配体及其在生物传感中的应用15-16
• 1.2.1 核酸适配体的概述15
• 1.2.2 核酸适配体在生物传感中的应用15-16
• 1.3 氧化石墨烯及其在生物传感中的应用16-19
• 1.3.1 石墨烯的物理性质及化学性质16-17
• 1.3.2 氧化石墨烯概述17
• 1.3.3 氧化石墨烯生物传感的探究17-18
• 1.3.4 氧化石墨烯在生物传感中的应用18-19
• 1.4 核酸的等温放大技术在生物传感中的应用19-21
• 1.4.1 指数放大技术19-20
• 1.4.2 线性放大技术20-21
• 1.4.3 级联放大技术21
• 1.5 生物传感器在重金属离子检测中的应用21-24
• 1.5.1 荧光传感器检测重金属离子21-22
• 1.5.2 比色法传感器检测重金属离子22-23
• 1.5.3 电化学法传感器检测重金属离子23-24
• 1.6 本论文研究的意义和内容24-26
• 第2章 基于DNA双链取代的策略检测铅离子26-35
• 2.1 引言26-27
• 2.2 实验部分27-28
• 2.2.1 实验试剂27
• 2.2.2 实验仪器27-28
• 2.2.3 实验步骤28
• 2.3 实验结果与讨论28-34
• 2.3.1 实验原理28-29
• 2.3.2 通过染料碱基对的比例（dbpr）优化SG浓度29-30
• 2.3.3 反应时间的优化30
• 2.3.4 灵敏度分析30-32
• 2.3.5 探究铅离子对SG荧光的影响32-33
• 2.3.6 选择性分析33-34
• 2.4 实验结论34-35
• 第3章 基于链置换反应无酶免标记的策略检测汞离子35-46
• 3.1 引言35-36
• 3.2 实验部分36-39
• 3.2.1 实验试剂36-37
• 3.2.2 实验仪器37
• 3.2.3 实验步骤37-39
• 3.3 实验结果与分析39-45
• 3.3.1 实验原理39-40
• 3.3.2 氧化石墨烯结构分析40
• 3.3.3 聚丙烯酰胺凝胶电泳分析40-41
• 3.3.4 优化NaNO3浓度41-42
• 3.3.5 优化氧化石墨烯浓度42
• 3.3.6 灵敏度分析42-44
• 3.3.7 选择性实验44-45
• 3.3.8 实际应用45
• 3.4 实验结论45-46
• 第4章 基于磁性辅助的杂交链反应放大检测ATP46-56
• 4.1 引言46-48
• 4.2 实验部分48-50
• 4.2.1 实验试剂48
• 4.2.2 实验仪器48
• 4.2.3 实验步骤48-50
• 4.3 实验结果与讨论50-55
• 4.3.1 实验原理50-51
• 4.3.2 优化杂交链反应反应温度51
• 4.3.3 优化氧化石墨烯浓度51-52
• 4.3.4 优化杂交链反应时间52-53
• 4.3.5 基于磁性辅助的杂交链反应放大检测ATP的分析53-54
• 4.3.6 选择性实验54-55
• 4.4 实验结论55-56
• 第5章 结论56-58
• 参考文献58-73
• 附录73-74
• 作者简历74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 宋玲玲;肖瑞;陈苏红;;生物传感器的应用[J];医学综述;2012年10期

  本文关键词：基于DNA纳米材料的无酶等温循环放大检测重金属离子与ATP，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：322589