马达式微型生物探针用于DNA的动态传感检测
本文关键词：马达式微型生物探针用于DNA的动态传感检测
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【摘要】：生物传感器是结合高选择性的生物识别反应与灵敏、方便的信号转换机制的集成化分析器件。与其它生物测定技术相比,生物传感器更便宜、简单和方便,已广泛用于多种生物靶标分子的检测。而大多数生物传感器在使用过程中还需要多步清洗和分离步骤,耗时较长,其实际应用尚面临很大的挑战。人工合成微／纳米马达由于制备简单、形态可控、可批量化生产、可自主运动等特点,已逐渐发展成为一个新兴的研究热点,并被广泛应用于药物运输、生物传感、靶向治疗等领域。现有的马达式生物传感器大都采用夹心识别方法,在传感器与靶标分子识别后利用纳米甚至微米粒子作为识别探针来产生检测信号,这大大增加了马达式生物传感方法的复杂性和检测成本。针对这些问题,本文做了如下工作：本工作通过在聚合物／金属双层管的内部生物自组装酶层作为动力元素构建了一种马达式的DNA微探针,以其运动速度作为输出信号实现对目标DNA的免洗涤一步法检测。该微探针是在聚噻吩/金(PEDOT/Au)微管的内表面组装一层双链DNA并进一步修饰具有催化活性的过氧化氢酶制备而成。该马达式探针的传感机制是基于.目标分子引发的DNA链取代反应,在目标DNA存在时,可将连接有酶分子的DNA链从马达的内层置换下来,使得马达表面的酶量减少从而使得马达速度降低。在光学显微镜下,可以方便地观察到微米马达探针的运动速度与DNA浓度之间的关系呈负相关趋势。在最优实验条件下,该探针可以在0.5-10μM浓度范围内方便地区分目标DNA的浓度,检测过程中无需任何洗涤和分离步骤。该微探针可以很容易的通过PEDOT/Au微管批量制备并具有良好的重现性和稳定性。该马达式DNA微探针及其动态传感方法为智能化微型生物传感器的发展提供新途径,在不同的临床和诊断应用领域表现出广阔的前景。
【关键词】：马达式微探针 生物传感 过氧化氢酶 DNA检测 速度输出
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O652;TP212
【目录】：
- 中文摘要7-8
- 英文摘要8-11
- 第一章 绪论11-32
- 1.1 人工合成微/纳米马达的种类11-15
- 1.1.1 棒/线状微/纳米马达11-12
- 1.1.2 管状微/纳米马达12-13
- 1.1.3 球状微/纳米马达13-14
- 1.1.4 不规则形状微/纳米马达14-15
- 1.2 微/纳米马达的制备方法15-18
- 1.2.1 模板直接电聚合法15-16
- 1.2.2 模板辅助微刻蚀法16-17
- 1.2.3 电子束沉积法17
- 1.2.4 卷曲纳米法17-18
- 1.2.5 不对称修饰法18
- 1.3 微/纳米马达的驱动机制18-21
- 1.3.1 化学能驱动19-20
- 1.3.2 外场能驱动20-21
- 1.4 微/纳米马达式微型生物传感器21-27
- 1.4.1 微/纳米马达式核酸传感器22-23
- 1.4.2 微/纳米马达式免疫传感器23-24
- 1.4.3 微/纳米马达式蛋白质传感器24-25
- 1.4.4 微/纳米马达式细胞传感器25-27
- 1.5 本工作的主要内容27-28
- 参考文献28-32
- 第二章 生物自组装酶层催化的马达式微探针用于DNA的动态检测32-49
- 2.1 引言32-34
- 2.2 实验部分34-36
- 2.2.1 试剂和材料34-35
- 2.2.2 实验仪器35
- 2.2.3 PEDOT/Au微米管的制备35-36
- 2.2.4 微探针的制备36
- 2.2.5 目标DNA的检测36
- 2.3 实验结果与讨论36-45
- 2.3.1 PEDOT/Au微米管的表征36-37
- 2.3.2 马达式DNA微探针的表征37-41
- 2.3.3 制备及检测过程中的条件优化41-43
- 2.3.4 分析性能43-44
- 2.3.5 马达式DNA微探针的特异性及稳定性44-45
- 2.4 结论45-46
- 参考文献46-49
- 附录49-50
- 致谢50-51
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，本文编号：745779
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