聚合物纳米粒子构建的信号放大新方法及其在分子诊断中的应用研究

发布时间：2017-10-04 12:36

  本文关键词：聚合物纳米粒子构建的信号放大新方法及其在分子诊断中的应用研究

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【摘要】：本论文针对分子检测的灵敏性及可操作的关键问题,将复合纳米粒子和葡萄糖(GOx)巧妙结合构建信号放大新方法。利用复合纳米粒子高表面积特性,使表面局部富集高浓度的引发剂,从而快速引发氧化还原聚合产生信号放大,实现裸眼可视化检测生物分子及提高检测灵敏性；GOx在葡萄糖分子存在下,消耗空气中的氧,产生的过氧化氢与富含维生素C表面的复合纳米粒子形成氧化还原引发体系引发单体原位聚合,达到可视化放大效果。复合纳米粒子和GOx的连锁放大实现了空气中的操作和提高检测灵敏性的多重目的,具体工作如下：1、复合纳米粒子的构建：通过可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)合成两亲性嵌段聚合物聚维生素C丙烯酸酯-嵌-聚苯乙烯(PAAA-b-PS)和维生素H封端的聚乙二醇-嵌-聚苯乙烯(biotin-PEG4ooo-b-PS),并采用动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)等对两种聚合物的共自组装行为进行了研究,最终制备了以聚苯乙烯为疏水内核,以聚维生素C丙烯酸酯和维生素H封端的聚乙二醇为亲水外壳的复合纳米粒子。利用纳米粒子比表面积大的特点,在亲水外壳富集具有还原性的维生素C,可与双氧水组成氧化还原对,复合纳米粒子表面的维生素H作为分子识别的连接纽带。2、构建双氧水-复合纳米粒子(H2O2-NP)氧化还原聚合信号放大方法,并对模型DNA和人体p53基因片段进行检测,实现对模型DNA的检测浓度达100fM(0.3amol)及p53基因的检测浓度10pM(30amol),表面聚合产生信号放大的时间为30 min。3、将复合纳米粒子与GOx相结合,利用近红外优化GOx和葡萄糖等聚合条件。在GOx为1.0 mg/mL,葡萄糖为250 mg/mL的条件下,对模型DNA的检测灵敏度达10fM(0.15amol)及p53的检测灵敏度5pM(15amol),表面聚合产生信号放大的时间为40 min。
【关键词】：分子诊断 复合纳米粒子 信号放大 葡萄糖氧化酶 氧化还原聚合
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R440
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-15
• 第一章 绪论15-31
• 1.1 DNA诊断15-19
• 1.1.1 DNA突变与疾病15-16
• 1.1.2 DNA突变的检测16-18
• 1.1.3 DNA探针18-19
• 1.2 信号放大在DNA检测中的应用19-30
• 1.2.1 Biotin-SA体系在DNA检测中的应用20
• 1.2.2 PCR在DNA检测中的应用20-21
• 1.2.3 电化学在DNA检测中的应用21-22
• 1.2.4 荧光在DNA检测中的应用22
• 1.2.5 纳米粒子在DNA检测中的应用22-24
• 1.2.6 酶在分子检测中的应用24-26
• 1.2.7 聚合物辅助信号放大26-30
• 1.3 课题的研究意义及研究内容30-31
• 1.3.1 课题研究的意义30
• 1.3.2 研究内容30-31
• 第二章 复合纳米粒子的制备及其性质研究31-49
• 2.1 引言31
• 2.2 主要试剂及仪器31-32
• 2.2.1 试剂31-32
• 2.2.2 仪器32
• 2.3 实验部分32-39
• 2.3.1 聚合物聚维生素C丙烯酸酯-嵌-聚苯乙烯(PAAA-b-PS)的合成32-35
• 2.3.2 维生素H封端的聚乙二醇-嵌-聚苯乙烯(biotin-PEG_(4000)-b-PS)的合成35-38
• 2.3.3 复合纳米粒子的制备及共自组装条件的优化38-39
• 2.4 结果与讨论39-47
• 2.4.1 聚合物PAAA-b-PS的合成39-41
• 2.4.2 聚合物biotin-PEG_(4000)-b-PS的合成41-44
• 2.4.3 复合纳米粒子组装条件的优化44-47
• 2.5 本章小结47-49
• 第三章 H_2O_2-NP体系用于突变p53基因的检测49-63
• 3.1 引言49
• 3.2 主要试剂及仪器49-50
• 3.2.1 试剂49
• 3.2.2 仪器49-50
• 3.3 实验部分50-51
• 3.3.1 H_2O_2-NP体系对模型DNA的检测50
• 3.3.2 pH对H_2O_2-NP聚合体系的影响50
• 3.3.3 H_2O_2-NP体系聚合时间的优化50
• 3.3.4 H_2O_2-NP体系对突变p53基因的检测50-51
• 3.3.5 H_2O_2-NP体系抗干扰能力的研究51
• 3.4 结果与讨论51-61
• 3.4.1 H_2O_2-NP体系对模型DNA的诊断51-57
• 3.4.2 H_2O_2-NP体系对突变p53基因的检测57-61
• 3.5 本章小结61-63
• 第四章 GO_x-NP体系用于突变p53基因的检测63-77
• 4.1 引言63
• 4.2 主要试剂及仪器63-64
• 4.2.1 试剂63
• 4.2.2 仪器63-64
• 4.3 实验部分64-66
• 4.3.1 GO_x-NP体系动力学研究64
• 4.3.2 GO_x-NP体系对模型DNA的检测64-65
• 4.3.3 GO_x-NP体系聚合时间的优化65
• 4.3.4 GO_x-NP体系对突变p53基因的检测65
• 4.3.5 GO_x-NP体系抗干扰能力的考查65-66
• 4.4 结果与讨论66-75
• 4.4.1 GOx-NP体系对模型DNA的检测66-72
• 4.4.2 GOx-NP体系对突变p53基因的检测72-75
• 4.5 小结75-77
• 第五章 全文总结与展望77-79
• 5.1 全文总结77
• 5.2 展望77-79
• 参考文献79-83
• 附录83-93
• 致谢93-95
• 研究成果及发表的学术论文95-97
• 作者简介97-99
• 导师简介99-100
• 附件100-101

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本文编号：970751