基于纳米粒子和DNA酶的电化学生物传感器检测凝血酶和microRNAs

发布时间：2017-06-17 07:01

  本文关键词：基于纳米粒子和DNA酶的电化学生物传感器检测凝血酶和microRNAs，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：肿瘤是人类健康的严重威胁之一,据调查,如果能够进行早期的诊断与治疗,至少能有30%的癌症病人被治愈,这对降低肿瘤死亡率具有极其重要的意义。肿瘤标志物在肿瘤细胞或组织中的含量明显异于正常值,肿瘤标志物的定量检测对肿瘤的风险评估、诊断、预后治疗、毒性、复发性等均有重要的参考价值。近年来,针对肿瘤细胞与肿瘤标志物的诊断方面的研究引起了全世界科研工作者的广泛关注,如何发展一种检测灵敏、选择性高、成本低廉的临床检测肿瘤细胞及肿瘤标志物的方法成为全球热点话题。本论文主要研究了基于纳米粒子的新型电化学生物传感器,将适配体、DNA酶、生物条码等技术结合使用,应用到肿瘤标志物凝血酶以及两种micro RNA的分析检测中,取得了良好的效果。本论文的主要内容有:1.对CdS和PbS两种量子点、金纳米粒子以及生物条码的进行优化合成。通过控制加入的巯基乙酸的量,制备形貌良好、性质稳定、粒径均匀的CdS和PbS量子点;通过控制柠檬酸钠与氯金酸的加入比例,制备不同粒径的金纳米粒子;生物条码DNA的一端修饰氨基,与CdS量子点表面的羧基反应,另一端修饰巯基,在金纳米粒子表面形成金-硫键,通过控制条码DNA及捕获DNA的加入量,得到金纳米粒子周围连接了成百上千CdS量子点及适量捕获DNA的生物条码。通过透射电镜、紫外等表征,证明纳米粒子及复合物的成功制备。将纳米粒子以及生物条码等应用到生化分析等方面,用HNO3溶液将参与反应的CdS、PbS量子点溶解,通过阳极溶出伏安法对其中的Cd2+、Pb2+进行检测,即可达到检测靶标的目的。一个金纳米粒子上连接的量子点、量子点中含有的纳米粒子元素均为指数倍,所得的电化学信号即得以显著提高。2.基于适体和生物条码技术设计了一种电化学适体生物传感器用来检测凝血酶。利用聚合酶的识别特定的作用位点、修补粘性末端的特性以及生物条码的电化学信号放大作用,实现多重放大的电化学检测凝血酶的目的。该法检测凝血酶的线性范围为0.1~10 pmol/L,呈现较高的灵敏性。不受BSA、端粒酶等其它物质的干扰,有较高的选择性。在血清的电化学信号与缓冲溶液中的结果相差不大,证明该法可进一步应用到临床检测中。3.基于双链特异性核酸酶和CdS、PbS量子点技术构建了一种新型电化学生物传感器用来检测两种micro RNA。利用DSN特异性识别剪切DNA-RNA杂交链中的DNA这一特性,将不同量子点修饰的DNA从磁纳米微球表面剪切游离到溶液当中,而micro RNAs在反应前后无变化。将所有通过DSN作用游离到溶液中的量子点进行DPV检测,产生的电化学信号对应两种不同的micro RNA,实现两种靶标RNA的微量检测。对micro RNA-21和micro RNA-203检测的线性范围为1.0~100 pM,说明该法具有较高灵敏度。通过多种碱基错配的microRNA检测,可知该法具有良好的选择性。将该生物传感器应用到Hela细胞和MCF-7细胞提取液中取得了良好的效果,这对以后在临床上同时检测多种肿瘤标志物提供了很好的思路。
【关键词】：纳米粒子 凝血酶 微RNA 阳极溶出伏安法
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.1;TP212.3
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 前言9-27
• 1.1 肿瘤及肿瘤标志物9-12
• 1.1.1 肿瘤标志物定义及分类9-10
• 1.1.2 国内外对肿瘤标志物的研究现状10-12
• 1.2 适体及其应用12-16
• 1.2.1 适体的定义12
• 1.2.2 适体的特点12-13
• 1.2.3 适体的应用13-16
• 1.3 纳米粒子及其应用16-26
• 1.3.1 纳米材料简介16-17
• 1.3.2 纳米材料的特性17-19
• 1.3.3 纳米粒子制备方法19-22
• 1.3.4 金纳米粒子22-23
• 1.3.5 量子点23-26
• 1.4 课题意义及主要内容26-27
• 第2章 水溶性CdS、PbS量子点以及生物条码的合成与表征27-35
• 2.1 引言27-28
• 2.2 实验部分28-30
• 2.2.1 仪器与试剂28-29
• 2.2.2 实验方法29-30
• 2.3 结果与讨论30-34
• 2.3.1 水溶性量子点合成条件选择30-31
• 2.3.2 金纳米粒子合成条件选择31
• 2.3.3 生物条码合成条件选择31-33
• 2.3.4 纳米粒子及生物条码的扫描电子显微镜表征33
• 2.3.5 纳米粒子及生物条码的紫外表征33-34
• 2.4 小结34-35
• 第3章 基于生物条码和聚合酶循环放大的电化学适体生物传感器检测凝血酶35-45
• 3.1 引言35-36
• 3.2 实验部分36-38
• 3.2.1 仪器与试剂36-37
• 3.2.2 实验方法37-38
• 3.3 结果与讨论38-44
• 3.3.1 基于生物条码和聚合酶循环放大方法检测凝血酶的设计方案及实验原理38-39
• 3.3.2 实验可行性研究39-40
• 3.3.3 实验条件的优化40-41
• 3.3.4 基于DPV的电化学检测凝血酶41-42
• 3.3.5 电化学适体生物传感器的选择性42-43
• 3.3.6 实际样品中凝血酶检测比较43
• 3.3.7 各方法检测凝血酶灵敏度的比较43-44
• 3.4 小结44-45
• 第4章 基于双链特异性核酸酶和量子点的电化学生物传感器检测microRNAs45-55
• 4.1 引言45-46
• 4.2 实验部分46-48
• 4.2.1 仪器与试剂46-47
• 4.2.2 实验方法47-48
• 4.3 结果与讨论48-54
• 4.3.1 基于双链特异性核酸酶和量子点的电化学生物传感器检测micro RNAs的设计方案及实验原理48-50
• 4.3.2 实验可行性研究50
• 4.3.3 实验条件的优化50-52
• 4.3.4 基于DPV的电化学检测micro RNAs52-53
• 4.3.5 电化学生物传感器的选择性53-54
• 4.3.6 实际样品中micro RNAs的检测54
• 4.4 小结54-55
• 结论55-56
• 参考文献56-67
• 致谢67-68
• 攻读学位期间发表的学术论文目录68-70

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