基于G-四鏈體的核酸、鉛離子和汞離子傳感器的設(shè)計.pdf

1、G-四鏈體是一種富含G堿基的特殊結(jié)構(gòu)的DNA，它具有與相關(guān)物質(zhì)結(jié)合而發(fā)出熒光的特性，因此已經(jīng)被應(yīng)用于多種生物傳感器的設(shè)計中。本文利用G-四鏈體與原卟啉(PPIX)作為熒光指示信號設(shè)計了三種傳感器，分別用于檢測DNA、Pb2+和Hg2+。本論文主要內(nèi)容包括以下三部分:
　　第一部分，我們設(shè)計了一種免標(biāo)記的發(fā)卡結(jié)構(gòu)的寡核苷酸探針，它主要由三部分組成:莖狀區(qū)、識別區(qū)（與目標(biāo)DNA結(jié)合）和富G區(qū)。當(dāng)不存在目標(biāo)DNA(T-DNA)時，探針D

2、NA形成發(fā)卡結(jié)構(gòu)，此時，富G區(qū)的部分堿基被封鎖在莖-環(huán)結(jié)構(gòu)中而不能夠形成G-四鏈體結(jié)構(gòu)，因此沒有熒光信號產(chǎn)生。當(dāng)存在T-DNA時，它能夠與識別區(qū)通過堿基互補配對作用結(jié)合在一起，從而打開發(fā)卡結(jié)構(gòu)，釋放出整個富G區(qū)而折疊形成G-四鏈體結(jié)構(gòu)，并與PPIX結(jié)合形成G-四鏈體-PPIX復(fù)合物而發(fā)出熒光，達(dá)到檢測目標(biāo)DNA的目的，其檢測限為3.5nM。此外，當(dāng)靶基因上有單個、兩個或三個堿基突變時，該方法也能夠很容易地檢測出來。
　　第二部分，

3、我們沿用了檢測DNA中的富G序列部分。在形成G-四鏈體-PPIX時，有熒光信號產(chǎn)生，當(dāng)加入Pb2+后，由于鉛離子與G-四鏈體的結(jié)合力遠(yuǎn)高于K+，因此鉛離子取代了能夠穩(wěn)定G-四鏈體結(jié)構(gòu)的K+，導(dǎo)致G-四鏈體的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，釋放出與其結(jié)合的PPIX，從而使熒光強度逐漸降低，最終達(dá)到檢測Pb2+的目的。這種方法具有很好的靈敏度和特異性，檢測限為2.6nM。
　　第三部分，我們設(shè)計了兩條無標(biāo)記的DNA序列，都含有富G區(qū)和3個T堿基的錯配區(qū)

4、。當(dāng)不存在Hg2+時，兩條寡核苷酸鏈形成不穩(wěn)定的錯配結(jié)構(gòu)，而富G區(qū)很難形成G-四鏈體結(jié)構(gòu)，熒光信號很弱;當(dāng)存在Hg2+時，T-Hg2+-T鍵的形成促使兩條鏈形成穩(wěn)定的雙鏈結(jié)構(gòu)，此時，兩條鏈中的富G區(qū)相互結(jié)合而形成一個裂分的G-四鏈體，并與PPIX結(jié)合而發(fā)出熒光。與一般的“turn-off”模式（熒光信號隨Hg2+濃度增大而減?。┫啾?，這種“turn-on”模式（熒光信號隨Hg2+濃度增大而增大）可以避免檢測中假陽性信號的產(chǎn)生，因此具有更