納米材料在DNA生物傳感器中的應用研究.pdf

1、生物體內痕量活性物質的分析和檢測是了解生物分子的結構和功能,獲取生命過程中的化學生物信息,闡釋生命活動機理以及對疾病的診斷和治療提供依據的最重要手段。現階段的生命科學研究已經全面進入到了單分子,單細胞水平的研究。傳統的生物分析方法已經不能夠滿足分子生物學的發(fā)展要求。納米技術為生物學研究提供了新的研究手段。納米探針具有高選擇性、高靈敏度、快速,簡便等特點。本論文基于金納米粒子和氧化石墨烯,建立了不同的生物傳感器,為研究DNA與DNA之間,

2、DNA與金屬離子之間的相互作用提供了依據。論文共分5章,具體內容如下:
　　 1.概括了納米材料的特點,綜述了金納米粒子和氧化石墨烯在生物分析中的應用,簡述了本論文的研究內容和研究意義。
　　 2.基于金納米粒子建立了一種檢測銀離子的局域表面等離子體共振光散射方法。根據Ag+能特異性的識別DNA中的C-C堿基錯配,使本來吸附在金納米粒子上的單鏈DNA形成雙螺旋并從金納米粒子表面脫附,降低了金納米粒子的抗鹽能力,從而誘導金

3、納米粒子的聚集。研究這個過程體系局域表面等離子體共振光散射強度的變化,表面等離子體吸收光譜的變化,溶液顏色的變化,并通過透射電鏡和融鏈溫度來驗證金納米粒子的聚集和DNA的雜交過程。在最佳實驗條件下,體系局部表面等離子體共振光散射的強度在Ag+濃度為0.13～1.12 mmol/L范圍內呈良好的線性關系,方法的檢出限為62.0nmol/L,并對合成水樣和無鉛焊錫絲中的Ag+進行檢測,結果令人滿意。
　　 3.合成了氧化石墨烯,并對

4、合成的氧化石墨烯通過掃描電鏡分析,X射線粉末衍射分析,紅外光譜分析,紫外可見光譜分析,拉曼光譜分析等手段進行了表征。根據單鏈DNA能吸附在氧化石墨烯上,并且氧化石墨烯能淬滅標記在單鏈DNA上熒光分子的熒光,Ag+能特異性的識別DNA中的C-C堿基錯配,使單鏈DNA形成雙螺旋從氧化石墨烯上脫附,熒光分子熒光得到恢復這一原理,基于氧化石墨烯建立了一種檢測Ag+的熒光納米探針法。研究了體系熒光光譜和圓二色譜的特征。在最佳實驗條件下,體系熒光強

5、度的變化與Ag+的濃度在30.0～250.0 nmol/L之間呈良好的線性關系,方法的檢出限為19.1 nmol/L,并對環(huán)境水樣中的Ag+進行檢測,結果令人滿意。
　　 4.根據單鏈DNA能吸附在氧化石墨烯上,并且氧化石墨烯能淬滅標記在單鏈DNA上熒光分子的熒光,當單鏈DNA形成三螺旋后,會從氧化石墨烯上脫附,熒光分子熒光得到恢復這一原理,基于氧化石墨烯建立了一種檢測特定序列雙鏈DNA的熒光納米探針法。以猿猴病毒SV40大T抗

6、原gp6段堿基序號為4424-4440的一段同聚嘧啶-同聚嘌呤序列為目標DNA,用FAM分子標記的單螺旋DNA為探針時,在最佳實驗條件下,熒光增強的強度與DNA的濃度在40.0～260.0 nmol/L之間呈良好的線性關系,方法的檢出限為14.3nmol/L。用TAMRA分子標記的單螺旋DNA作為探針時,在最佳實驗條件下,熒光增強的強度與DNA的濃度在20.0～300.0 nmol/L之間呈良好的線性關系,方法的檢出限為16.9 nmo

7、l/L。方法對特定雙螺旋DNA具有良好的選擇性。
　　 5.根據單鏈DNA能吸附在氧化石墨烯上,并且氧化石墨烯能淬滅標記在單鏈DNA上熒光分子的熒光,Pb2+會誘導含多鳥嘌呤堿基的單鏈DNA形成四螺旋從氧化石墨烯上脫附,熒光分子熒光得到恢復這一原理,基于氧化石墨烯建立了一種檢測Pb2+的熒光納米探針法。研究了體系熒光光譜和圓二色譜的特征。在最佳實驗條件下,體系熒光強度的變化與Pb2+的濃度在5.0～60.0nmol/L之間呈良好