基于DNA-碳納米材料自組裝的新型熒光傳感體系設計.pdf

1、碳納米材料被譽為21世紀最重要的納米材料之一，由于其優(yōu)異的電磁學、光學、力學和熱學等方面的性能，在化學、材料科學、物理、生物等諸多領域表現(xiàn)出誘人的應用前景，引起了科學界巨大的反響，逐漸成為科研工作者爭相關(guān)注的焦點。
　　 分析化學發(fā)展的一個重要方向是設計能夠?qū)μ囟繕朔治鑫锂a(chǎn)生可測量信號的傳感器。熒光傳感器由于檢測的靈敏度高、選擇性好和使用方便等優(yōu)點，近年來在分析化學領域取得了較大發(fā)展。如何將碳納米材料與核酸探針結(jié)合，發(fā)展基于碳

2、納米材料的DNA熒光傳感器已成為研究的熱點。然而早先的報道表明，由于碳納米材料與DNA的作用過強，導致加入目標物后熒光恢復和動力學響應都不盡如人意。因此，如何提高基于碳納米材料的DNA熒光傳感性能是構(gòu)建熒光傳感器時值得探索和完善的問題。本論文擬結(jié)合我們在熒光傳感方面的研究基礎，對基于DNA/碳納米材料的熒光傳感器性能的提高進行了深入研究與探討，主要完成了以下三個工作:
　　 1.設計基于競爭性DNA組裝的高效DNA/SWNTs生

3、物傳感平臺。通過引入一段特定的短鏈DNA序列(scDNA)改變單壁碳納米管表面DNA結(jié)構(gòu)，減弱核酸探針與碳納米管的作用，使核酸探針與目標物更有效結(jié)合，從而提高與目標物的結(jié)合速率。而且，釋放的scDNA通過在碳納米管表面的競爭性組裝使探針熒光恢復增強。此策略成功的提高了基于DNA/SWNTs傳感的性能，實現(xiàn)了對核酸、蛋白質(zhì)和細胞內(nèi)miRNA的快速、高靈敏、高選擇性熒光檢測。
　　 2.設計基于核酸適體可控自組裝的高效DNA/氧化石

4、墨烯傳感體系。通過設計DNA自組裝結(jié)構(gòu)減弱核酸適體與氧化石墨烯的作用，提高與目標物的結(jié)合效率，并且可控的自組裝結(jié)構(gòu)易被破壞，從而使目標物易與核酸適體特異性結(jié)合。而且，釋放的單鏈DNA通過競爭性組裝吸附在氧化石墨烯表面使探針熒光恢復增強。此策略成功的提高了基于DNA/氧化石墨烯傳感的性能，實現(xiàn)了對PDGF的高靈敏、高選擇性熒光檢測。
　　 3.設計基于DNA/碳納米顆粒的Hg2+熒光傳感體系。新型碳納米材料-碳納米顆粒，其制備簡單