納米光纖DNA生物傳感器研制及基因診斷.pdf

1、納米光纖DNA生物傳感器因其獨(dú)特的光學(xué)特性和納米級(jí)的敏感元件等優(yōu)越性能，能在生物體組織、細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的檢測(cè)和基因診斷及堿基突變檢測(cè)等方面受到了廣泛的應(yīng)用。本論文研究和制作了納米光纖DNA生物傳感器，并將其應(yīng)用于基因的診斷。在這個(gè)研究中，我們首先制作了納米光纖DNA生物傳感器，其后分析了光在納米光纖的傳播特性；檢測(cè)了納米光纖傳感器的特性，并表征了它的傳感性能；設(shè)計(jì)和制作了用于光纖傳感器測(cè)試、診斷用的多功能型樣品池，最后，將此傳感器應(yīng)用于對(duì)堿

2、基缺損和突變等基因畸變?cè)\斷。在這些研究中，我們的主要成果和創(chuàng)新點(diǎn)概括如下：
　　 ⑴通過(guò)對(duì)納米光纖探針的結(jié)構(gòu)及光學(xué)特性展開(kāi)分析，我們將光纖制作成連續(xù)錐形的納米光纖結(jié)構(gòu)，并對(duì)光纖探針進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　 ⑵采用靜態(tài)的HF管腐蝕刻方法，研究了不同濃度蝕刻液和不同蝕刻時(shí)間對(duì)納米光纖頭幾何構(gòu)型的影響，并通過(guò)掃描電鏡（SEM）表征不同光纖頭的幾何形狀，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，該納米光纖的錐形尖端大小約100nm，且表面較為光滑，并呈現(xiàn)出連續(xù)

3、錐形納米光纖的結(jié)構(gòu)。
　　 ⑶采用SEM和能譜儀（EDS）檢測(cè)納米光纖表面微結(jié)構(gòu)的成分；建立了熒光分析法檢測(cè)光纖頭硅烷化的反應(yīng)體系。通過(guò)對(duì)未活化和活化的納米光纖的比較，發(fā)現(xiàn)未活化的光纖在SEM-EDS檢測(cè)方法中未檢測(cè)出碳元素，而活化的光纖則檢測(cè)出碳元素；未活化的光纖在熒光分析檢測(cè)方法中無(wú)熒光，而活化的光纖則有熒光，實(shí)驗(yàn)表明，硅烷化分子固定到納米光纖上。這為納米光纖生物傳感器敏感元件的制備提供了新的檢測(cè)方法。
　　 ⑷采用

4、靜電吸附和共價(jià)鍵合相結(jié)合將Oligo DNA靶分子，固定在硅烷化的納米光纖尖端，并設(shè)計(jì)和制作了可收縮納米光纖DNA探針；還通過(guò)SmartSpecTM Plus核酸蛋白測(cè)定儀檢測(cè)了固定在納米光纖上的Oligo DNA靶分子量。
　　 ⑸研究了基于納米光纖DNA生物傳感器的樣品池的設(shè)計(jì)及信號(hào)收集裝置的制作。采用獨(dú)特的錐形腔體平面聚光鏡組，通過(guò)調(diào)節(jié)鏡面角度可光信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，增大光信號(hào)的耦合效率，提高該傳感器的靈敏度，并與熒光光譜儀匹配

5、，利用光子計(jì)數(shù)檢測(cè)器進(jìn)行信號(hào)的處理，提高該傳感器的靈敏度。
　　 ⑹將制作的納米光纖DNA生物傳感器進(jìn)行了基本性能的測(cè)試實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示，該傳感器的響應(yīng)時(shí)間為15min左右；最低檢測(cè)限約為8nmol/ml，其檢測(cè)范圍為8-57nmol/ml，且重現(xiàn)良好；再生條件為升溫到90℃；使用壽命約為50天。
　　 ⑺制作的納米光纖DNA生物傳感器應(yīng)用于堿基突變檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，不同堿基突變數(shù)目（1、2和4個(gè)堿基突變及完全不互補(bǔ)鏈）