發(fā)展基于新型納米材料的DNA生物傳感技術(shù)(英文版).pdf

1、納米技術(shù)在生物傳感器的發(fā)展中發(fā)揮著越來越重要的作用，使用納米材料構(gòu)建的生物傳感器的檢測(cè)性能得到顯著改善。這些納米材料的運(yùn)用使生物傳感器引入了許多新型信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)技術(shù)。納米材料和生物感應(yīng)元件的結(jié)合，能選擇性地識(shí)別化學(xué)或生物分子進(jìn)而有助于開發(fā)新型納米生物傳感器。納米生物傳感器與傳統(tǒng)的生物傳感相比有若干優(yōu)點(diǎn)，并有望對(duì)人類的生產(chǎn)生活有顯著影響。因此，將納米材料的獨(dú)特性質(zhì)與生物分子結(jié)合，發(fā)展小型化、靈敏可靠和高選擇性的新型傳感方法用于分析物檢測(cè)有重要

2、的理論和現(xiàn)實(shí)意義。本論文發(fā)展了幾種基于納米材料的新型DNA生物傳感方法，主要內(nèi)容如下:
　　 在第2章中，我們報(bào)道了一種用酶催化組裝的金納米粒子進(jìn)行DNA堿基切除修復(fù)的可視化篩選的方法。DNA堿基切除修復(fù)酶(BER)活性的篩選的是了解許多基本生物過程的關(guān)鍵。我們發(fā)展了一種新型無標(biāo)記的均相檢測(cè)方法，利用納米金進(jìn)行尿嘧啶DNA糖基化酶(UDG)活性的可視化測(cè)定。本方法基于酶催化組裝的DNA探針與修飾的納米金。當(dāng)核酸內(nèi)切酶Ⅳ存在時(shí)，D

3、NA底物選擇性的與UDG作用使得單鏈探針得到釋放。被釋放的單鏈探針通過鏈雜交，使網(wǎng)狀修飾的納米金拉近團(tuán)聚，產(chǎn)生一個(gè)指示UDG的信號(hào)。該方法是一種對(duì)UDG活性篩選的非標(biāo)均相測(cè)定，其響應(yīng)時(shí)間、可操作性和通量都有顯著改善。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法可作為一個(gè)簡(jiǎn)單穩(wěn)健、高靈敏和選擇性、可視化的尿嘧啶-DNA糖基化酶活性篩選的平臺(tái)，并有很大的應(yīng)用潛力。為提高方法的準(zhǔn)確性和UDG活性檢測(cè)的的多樣性，我們發(fā)展了一個(gè)簡(jiǎn)單快速、低成本、靈敏的DNA生物傳感器用

4、于UDG活性的檢測(cè)。該方法基于DNA嵌入染料SYBR GreenⅠ選擇性結(jié)合雙鏈DNA后，熒光顯著增強(qiáng)。UDG存在時(shí)，雙鏈DNA上的尿嘧啶將被切除，雙鏈DNA解鏈，進(jìn)而導(dǎo)致檢測(cè)體系的熒光強(qiáng)度顯著降低。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，該方法的檢測(cè)限達(dá)0.005 U/mL。該熒光方法可提供一個(gè)簡(jiǎn)單有效的均相策略用于UDG活性的靈敏檢測(cè)，并適用于UDG抑制劑藥物的篩選。
　　 在第3章中，我們發(fā)展了一種運(yùn)用模板DNA作為信號(hào)指示酶活性的銀納米團(tuán)簇研究

5、MGMT活性的新方法。實(shí)驗(yàn)中的發(fā)夾DNA探針包含納米簇的成核序列和熒光增強(qiáng)的銀納米簇，使用富含鳥嘌呤的DNA序列連接在探針的5'和3'末端。首先，MGMT可以切除發(fā)夾探針鳥嘌呤O6位置的甲基，隨后的PvuⅡ消化發(fā)夾探針鳥嘌呤位置5'-GAGCTG-3'的識(shí)別序列，熒光強(qiáng)度發(fā)生變化。MGMT測(cè)定具有較寬的動(dòng)態(tài)范圍，從0.001～1.0μg/mL,檢出限估計(jì)為8.0 ng/mL。試驗(yàn)結(jié)果表明，本方法提供了一個(gè)簡(jiǎn)單、低成本、高靈敏高選擇性的M

6、GMT活性的均相檢測(cè)平臺(tái)，并有望應(yīng)用于相關(guān)的生化研究。
　　 第4章中，我們發(fā)展了一個(gè)新型非標(biāo)的DNA生物傳感器用于測(cè)定三聚氰胺。該方法利用DNA堿基和石墨烯的π-π堆積作用將三聚氰胺的適配體(T55)吸附在石墨烯上。由于GO對(duì)單鏈DNA有強(qiáng)烈的結(jié)合力和可作為熒光淬滅劑的性質(zhì)，T55和GO后只有微弱的熒光。加入三聚氰胺，三聚氰胺競(jìng)爭(zhēng)的性與T55結(jié)合使其構(gòu)象發(fā)生變化從GO上解吸附游離，嵌入SG后，熒光顯著增強(qiáng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物的靈