基于納米金放大的生物傳感器及DNA分子機(jī)器的研究.pdf

1、隨著人類對(duì)基因診斷了解的不斷深入,對(duì)DNA序列進(jìn)行快速、準(zhǔn)確、便捷的檢測(cè)方法的研究越來(lái)越受到人們的重視。結(jié)果表明,所建立的檢測(cè)方法靈敏度高、易制作、簡(jiǎn)便,在生物分析中將具有廣闊的應(yīng)用前景。本論文共分為六章:
　　 第一章,概述了DNA生物傳感器的設(shè)計(jì)原理、分類,綜述了DNA生物傳感器的研究現(xiàn)狀,重點(diǎn)介紹了DNA電化學(xué)傳感器和DNA分子機(jī)器的研究現(xiàn)狀。
　　 第二章,探討了一個(gè)新穎的基于生物素親和素及DNA修飾的Au納米粒

2、子的新型DNA傳感器,用于放大辣根過(guò)氧化物酶(HRP)對(duì)于對(duì)鄰氨基酚(OAP)-過(guò)氧化氫(H2O2)-辣根過(guò)氧化物酶(HRP)反應(yīng)體系的催化。首先我們制備納米金粒子,使納米金與兩種DNA結(jié)合,形成Sl-Au-SA-bio,然后利用生物素和親和素的特異性相互作用,將HRP連接到納米金表面,接下來(lái)考察了Au納米粒子放大的DNA生物傳感器的制備條件,探討了隨著靶DNA的濃度的變化,反應(yīng)體系在循環(huán)伏安法和微分脈沖伏安法的電信號(hào)的變化,從而得出線

3、性變化關(guān)系,反應(yīng)納米金粒子的放大HRP催化對(duì)OAP-H2O2反應(yīng)體系的效果。得到其線性范圍為3.8×10-13M到1.9×1O-12M,相關(guān)系數(shù)為0.9914。
　　 第三章,基于納米金粒子放大作用研究的一種新型“夾心型”雙酶修飾的DNA電化學(xué)生物傳感器,同時(shí)進(jìn)行兩種靶DNA的測(cè)定。首先,在玻碳電極表面固定兩種不同的捕獲DNA,使之與互補(bǔ)配對(duì)的靶DNA雜交,同時(shí)制備修飾了靶DNA互補(bǔ)配對(duì)的DNA和連接雙酶的DNA的納米金粒子,再

4、將兩者通過(guò)DNA雜交連接為一體。由于納米金上修飾大量的DNA連有雙酶,因此通過(guò)本傳感器測(cè)定的電化學(xué)信號(hào)明顯增強(qiáng),降低了檢測(cè)限。通過(guò)檢測(cè)兩種反應(yīng)產(chǎn)物的濃度與峰電流之間的關(guān)系,得到檢測(cè)修飾}tRP的DNA的線性范圍:1.5×10-13M～5.0×10-12M,檢測(cè)限為1.0×10-13M;而修飾ALP的DNA的線性范圍:4.5×10-11M～1.0×10-9M,檢測(cè)限為1.0×10-12M。
　　 第四章,在選定的最佳反應(yīng)條件下制各

5、DNA分子機(jī)器,以ssDNAN燃料的設(shè)計(jì)了一種可伸縮一維DNA分子機(jī)器,并用熒光、AFM、聚丙烯酰胺凝膠電泳進(jìn)行表征。分子機(jī)器由修飾熒光集基團(tuán)的短鏈DNA雜交而生成的環(huán)狀DNA分子機(jī)器。利用DNA組裝出納米尺度下能夠運(yùn)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的納米機(jī)器,以互補(bǔ)DNA序列作燃料,通過(guò)自由能驅(qū)動(dòng)的交換反應(yīng)實(shí)現(xiàn)納米機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn),用于檢測(cè)各種環(huán)境分子,更可以檢測(cè)特異性的DNA或RNA序列或一些特殊蛋白質(zhì),在多種基因疾病的早期診斷方面發(fā)揮著重要的作用。

6、r>　　 第五章,以pH的變化為條件,通過(guò)酸堿變化來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)分子機(jī)器的驅(qū)動(dòng)當(dāng)反應(yīng)體系為酸性時(shí),分子機(jī)器為打開(kāi)狀態(tài),Rhodamine Green、BHQ位于DNA的兩端可以檢測(cè)到熒光。當(dāng)反應(yīng)體系為堿性時(shí)分子機(jī)器折疊Rhodamine Green、BHQ位于DNA一端,熒光猝滅,檢測(cè)到熒光信號(hào)低。熒光猝滅,向溶液中加入HCl,分子機(jī)器成打開(kāi)狀態(tài),可以重新檢測(cè)到高濃度的熒光信號(hào)。繼續(xù)加入堿、酸可以不斷循環(huán)。利用石墨烯吸附DNA,通過(guò)石墨烯的