8-羟基脱氧鸟嘌呤的选择性化学修饰及其纳米孔单分子检测

发布时间：2017-04-22 20:10

  本文关键词：8-羟基脱氧鸟嘌呤的选择性化学修饰及其纳米孔单分子检测，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：8-羟基脱氧鸟嘌呤(8-oxo G,OG)是由活性氧引发的最常见的DNA氧化损伤之一,因其体内生成量相对较高、存在普遍、稳定、能用灵敏度较高的分析方法检测等特点,被视为DNA氧化损伤的生物标志物。研究发现,人体中OG含量的升高会诱发基因突变和提高致癌的风险,因此,OG含量的检测对于疾病的早期检测和监控有着重要的意义。本论文拟将化学修饰方法与纳米孔单分子检测技术结合,使用化学修饰方法,在单链DNA中的OG位点修饰上主客体复合物,继而利用纳米孔单分子技术,记录修饰杂化体穿越α-溶血毒素纳米孔的电信号,通过特征信号的类型和信号频率,定性和定量检测DNA氧化损伤。论文主要内容如下:(1)筛选最优修饰路线。以高选择性、高修饰率和高度特征信号为准则,确定最终修饰路线。修饰路线分两步完成:首先OG在Na2Ir Cl6催化下与1,12-二氨基十二烷反应,然后与金刚烷衍生物Ad-C3-NHS发生酰胺反应,两步反应均表现较高的修饰率,修饰产物与葫芦脲[7]共孵育后形成杂化体DNA-Ad?CB[7],利用纳米孔单分子技术进行检测。(2)纳米孔单分子实验得到的特征信号主要有两部分组成:电流阻滞接近100%、长阻滞时间的Level 1和电流来回振荡的Level 2-2’,部分信号还有Level M。该特征信号的产生与?-溶血毒素蛋白的三个氨基酸有关。(3)定性和定量检测OG。通过与普通碱基A、T、G、C的对照组实验,发现只有OG发生了化学反应,而且与修饰后使用纳米孔单分子技术检测到的特征信号形成对应关系,因此该方法可用于OG的定性检测。使用不同浓度的标准样本建立浓度与特征信号频率的标准曲线,发现模拟实际样品的信号频率与之吻合度良好。我们首次使用纳米孔单通道技术得到DNA氧化损伤的定量信息,可检测的OG最低含量为5%。(4)研究升温对特征信号的影响。DNA链长会增加Level 1的阻滞时间,通过升温的手段缩短Level 1的阻滞时间,完成长链DNA的OG氧化水平的检测,并尝试使用升温对DNA链含双OG氧化水平的检测。本论文中,我们利用主客体相互作用构建了新颖的纳米孔传感平台,完成DNA的OG氧化水平的定性和定量检测,该方法还有望拓展到其它修饰碱基,具有广泛的应用前景。
【关键词】：8-羟基脱氧鸟嘌呤 DNA氧化损伤 纳米孔单通道 ?-溶血毒素
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R363
【目录】：

• 致谢4-6
• 摘要6-7
• Abstract7-17
• 1 绪论17-32
• 1.18-羟基脱氧鸟嘌呤及其生物学意义17-18
• 1.2 8-羟基脱氧鸟嘌呤检测方法概述18-20
• 1.3 纳米孔单通道检测技术20-29
• 1.4 纳米孔单分子检测技术应用于OG检测29-30
• 1.5 本论文主要研究内容30-32
• 2 实验部分32-41
• 2.1 实验试剂与主要仪器设备32-34
• 2.2 实验内容34-41
• 3 OG化学修饰方法优化41-53
• 3.1 一端氨基和两端氨基对OG反应产率的影响43-49
• 3.2 PEG和烷基链对OG反应产率的影响49
• 3.3 修饰侧链长度对特征信号的影响49-51
• 3.4 本章小结51-53
• 4 杂化体DNA7-ADìCB[7]穿越纳米孔时产生的特征电流信号研究53-59
• 4.1 主客体相互作用对特征信号的影响53-55
• 4.2 杂化体DNA7-AdìCB[7]特征电信号分析55-58
• 4.3 本章小结58-59
• 5 OG的定性和定量检测59-66
• 5.1 OG的定性检测59-62
• 5.2 OG的定量检测62-64
• 5.3 本章小结64-66
• 6 有机化合物的表征66-71
• 7 结论和创新点71-73
• 7.1 结论71-72
• 7.2 创新点72-73
• 参考文献73-80
• 作者简历80-82
• 学位论文数据集82

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 张春萍;;a溶血素纳米孔的研究进展和应用[J];基因组学与应用生物学;2014年05期

2 Siqi Zhang;Ting Sun;Erkang Wang;Jiahai Wang;;Investigation of self-assembled protein dimers through an artificial ion channel for DNA sensing[J];Chinese Science Bulletin;2014年35期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 应佚伦;基于生物纳米通道的单分子弱相互作用研究[D];华东理工大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 杨纯;纳米孔单通道记录在金属离子检测中的应用[D];长沙理工大学;2013年

2 李云云;石英毛细管上纳米孔粒子通过事件检测方法初步研究[D];东北大学;2012年

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本文编号：321188