新兴适配体在高效净化/诊断环境与生物体内污染物的特点及其机理

发布时间：2021-12-28 22:07

　　适配体是一类新型识别分子，本质是一段单链的DNA或者RNA，从随机核苷酸文库中筛选而来。它能够通过自身三维构象的变化来特异性地捕捉靶分子，从而达到分离富集靶分子（污染物）的目的。适配体与其它分离富集材料相比，具有自己独特的优势，例如特异亲和性高、分子量小、体外合成、容易化学修饰、低毒性、生物兼容性好等。基于适配体的特性，其已经在化学、医学和生物学上引起了广泛的关注，但是在环境科学领域的相关研究比较匮乏。这个课题试图研究适配体在环境污染净化与健康上的应用及其机理。具体研究方法和结果如下：（1）适配体固定到琼脂糖颗粒上，然后装配到小柱内，用于饮用水中小分子污染物的净化。适配体不但可以高效净化污水，而且容易再生，达到重复利用的目的。在这部分内容中，我们首次探讨了适配体与小分子污染物的作用机理。适配体吸附小分子污染物符合假二级动力学，且为自发放热反应。适配体与小分子污染物的作用过程可以分为三个步骤，即活化步骤、吸附步骤和杂交步骤；又可以将整个反应过程分为三个阶段，即前期的化学动力学控速阶段，后期的热动力学控速阶段和中间的过渡阶段。这部分研究内容提供了一种净化废水中小分子污染物的新技术，并首次阐... 

【文章来源】：南开大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：155 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

适配体的筛选过程

3图1.2 适配体可能形成的三维结构图1.3 适配体与靶分子作用的简单示意图当适配体遇到靶分子(污染物)时，适配体通过自身三维构象的变化，来特异性地捕捉靶分子，从而达到分离富集靶分子的目的

6图1.4 适配体研究热度分析 每年出版文献数(a)和每年的引文数(b)数据取自Web of Science，输入关键词“aptamer”，检索时间为2012年3月23日第二节 适配体的分子识别1.2.1 适配体识别富集金属离子重金属离子的污染通常会影响到人体健康和生态系统平衡。汞离子和铅离子是两个常见的重金属离子。铅离子污染能引起肾脏衰竭和抑制脑的发育；汞离子污染能损伤脑、心和肾，产生神经毒性效应等[35,36]。感应耦合等离子体质谱[inductively coupled plasma mass spectrometry (ICPMS)]是当前一个检测重金属离子的有效工具，但是它成本昂贵、操作复杂和不易于原位分析。另外，人们曾经使用小分子、DNA 酶、寡核苷酸、聚合体和功能化纳米材料等来选择性地分析铅离子和汞离子[37-39]。然而，这些技术存在一些缺陷，制约了其实际应用。这些缺陷包括低的水溶性、交叉反应、基质干扰、成本昂贵、操作复杂、稳定性差和选择性差等。Chiang et al.利用富含胸苷的适配体来分析汞离子，形成稳定的复合物(胸苷-汞离子-胸苷)[40]。Liu et al.进一步利用富含胸苷的凝血酶适配体(TBA)来同时吸附汞离子和铅离子，其作用原理见图 1.5[41]。凝血酶适配体用荧光标记后能高选择性、灵敏地分析铅离子和汞离子。凝血酶适配体遇到铅离子和汞离子后分别能形成 G-四面体结构和发夹结构。适配体不同构象的变化

【参考文献】：
期刊论文
[1]微囊藻毒素-LR特异性RNA配基体外筛选探讨[J]. 谷康定,Michael Famulok.  中华预防医学杂志. 2004(06)



本文编号：3554816