基于核酸分子的新型熒光探針的設(shè)計及其在環(huán)境和生物檢測中的應(yīng)用.pdf

1、熒光核酸分子探針由于其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)、性能，以及良好的選擇性和較高的時空分辨能力等被廣泛應(yīng)用于化學(xué)、環(huán)境、生物、醫(yī)學(xué)等研究領(lǐng)域。近幾年來，由于工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)境污染等問題日益嚴(yán)重，人類患病的幾率也越來越高。因此，對環(huán)境中重金屬離子以及生物樣本中腫瘤標(biāo)志物進(jìn)行快速、靈敏的檢測具有重要的理論意義和廣泛的應(yīng)用價值。本論文結(jié)合氧化石墨烯和AIE分子的特點(diǎn)，對傳統(tǒng)雙標(biāo)記熒光核酸分子探針進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，分別發(fā)展了分析癌癥病人腫瘤標(biāo)志物、環(huán)境水樣中

2、Hg2+離子含量測定、以及p53基因片段光損傷的研究平臺。
　　首先，利用氧化石墨烯吸附單鏈DNA以及淬滅熒光的性質(zhì)，將其替代傳統(tǒng)的雙標(biāo)記分子信標(biāo)中的淬滅基團(tuán)，實(shí)現(xiàn)了基于氧化石墨烯的單標(biāo)記分子信標(biāo)檢測平臺。進(jìn)一步利用氧化石墨烯的轉(zhuǎn)載、保護(hù)核酸等功能，實(shí)現(xiàn)了對細(xì)胞內(nèi)腫瘤標(biāo)志物miR-21以及端粒酶活性的檢測分析。氧化石墨烯良好的水溶性和生物相容性使其能夠?qū)⑽皆诒砻娴臒晒馓结樲D(zhuǎn)載進(jìn)入細(xì)胞，進(jìn)而在細(xì)胞內(nèi)檢測目標(biāo)物質(zhì)。此外，還通過優(yōu)化m

3、iRNA探針的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步提升了特異性，提高了對目標(biāo)miRNA單堿基錯配的識別能力。對單一體系中的多重標(biāo)記物同時進(jìn)行檢測能夠提高臨床診斷的準(zhǔn)確性和可靠性，因此該成果對復(fù)雜體系中的臨床診斷具有重要的意義。
　　其次，通過AIE分子與核酸之間的共價結(jié)合作用，設(shè)計了一種AIE分子輔助的單標(biāo)記新型核酸探針，并用于實(shí)際環(huán)境水樣和細(xì)胞內(nèi)Hg2+離子的檢測分析?；赥-Hg2+-T結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及DSN酶輔助的DNA水解反應(yīng)，該AIE功能核酸探針

4、對目標(biāo)物進(jìn)行了循環(huán)識別分析，最終實(shí)現(xiàn)了Hg2+離子高靈敏度和高選擇性的檢測。將細(xì)胞與Hg2+溶液培育一段時間后，在活細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行了Hg2+離子的可視化熒光分析。并且對來自環(huán)境中的幾種實(shí)際水樣進(jìn)行了直接的檢測以及加標(biāo)回收實(shí)驗，均得到了可靠的實(shí)驗結(jié)果和加標(biāo)回收率。證明了該方法在實(shí)際應(yīng)用中的可靠性，為環(huán)境中重金屬離子的檢測分析提供了新的方法和依據(jù)。
　　再次，基于氧化石墨烯輔助的單標(biāo)記熒光核酸探針，進(jìn)一步對分子信標(biāo)進(jìn)行簡化，即結(jié)合AI E

5、分子的發(fā)光特點(diǎn)，將其替代標(biāo)記的熒光基團(tuán)，最終實(shí)現(xiàn)了無標(biāo)記的分子信標(biāo)檢測平臺，并用于腫瘤標(biāo)志物端粒酶活性的檢測。在氧化石墨烯引起的較低背景信號和AIE分子實(shí)現(xiàn)的較強(qiáng)熒光信號兩個方面的輔助下，完成了對端粒酶活性高靈敏度，高特異性的檢測。此外，將該檢測體系應(yīng)用到實(shí)際癌癥病人樣本的檢測，得到了與臨床診斷一致的檢測結(jié)果。該研究方法為臨床診斷、藥物治療及相關(guān)研究領(lǐng)域提供了幫助，并邁開了從實(shí)驗室走向臨床應(yīng)用的一大步。
　　最后，將具有放大效應(yīng)的

6、滾環(huán)擴(kuò)增體系與AI E分子有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了一種高效的無標(biāo)記分子探針檢測體系，并用于p53片段的光損傷檢測研究。滾環(huán)擴(kuò)增的產(chǎn)物片段能夠達(dá)到成千上萬個堿基，從而聚集大量的正電荷AIE分子，發(fā)出較強(qiáng)的熒光信號。與傳統(tǒng)的雜交反應(yīng)以及普通聚合反應(yīng)相比較，這種高效的反應(yīng)模式實(shí)現(xiàn)了高靈敏度的DNA光損傷檢測研究。該體系同時檢測了UVA以及UVC兩種紫外光源對p53片段的光損傷程度。且通過對滾環(huán)反應(yīng)的模板序列和引物序列分別進(jìn)行紫外光照，發(fā)現(xiàn)模板序列的破