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《幾種基于納米金標(biāo)記的DNA傳感器的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要摘要論文題目：幾種基于納米金標(biāo)記的DNA傳感器的研究博士研究生：聶立波導(dǎo)師姓名：何農(nóng)躍教授學(xué)校名稱：東南大學(xué)基因控制著人類生命的生老病死過程，隨著對基因與有關(guān)病癥的了解，在分子水平上檢測易感物種及基因突變，對于疾病的治療及預(yù)后有著重要的意義。隨著分子生物學(xué)和生物技術(shù)的發(fā)展，DNA分子的識別技術(shù)不斷提高。DNA傳感器的出現(xiàn)使對目的DNA的測量時間大大縮短，既可定性又可定量，且靈敏度高、選擇性好，近年來受到了人們的廣泛重視。DNA傳感器是集生物分子學(xué)技術(shù)、現(xiàn)代物理、現(xiàn)代化學(xué)、微電子技術(shù)于一體而發(fā)展起來的新型基因分析技術(shù)
2、，可以實現(xiàn)對基因疾病的診斷、傳染病的檢測、環(huán)境監(jiān)控、藥物研究、法醫(yī)鑒定及食品分析等領(lǐng)域的監(jiān)測與分析。根據(jù)信號轉(zhuǎn)換和檢測方法的不同，DNA傳感器可分為電化學(xué)傳感器、光學(xué)傳感器、石英晶體傳感器等。當(dāng)前，納米技術(shù)與生物傳感技術(shù)相結(jié)合是DNA傳感器發(fā)展的一大趨勢。納米材料具有獨特的物理和化學(xué)性質(zhì)，如量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)和量子隧道效應(yīng)。功能納米顆粒(電子、光和磁)可與DNA分子連接，使DNA傳感信號得以放大。納米金顆粒由于制各過程簡單，粒徑可控，而且具有很好的生物相容性，容易與DNA結(jié)合，成為非常適合于在DNA傳感
3、器中進行生物標(biāo)記的納米粒子。檢測靈敏度是DNA傳感器一個最重要的性質(zhì)，本論文在幾種不同的DNA檢測方法中，以納米金顆粒為DNA標(biāo)記物，探索提高DNA傳感器檢測靈敏度的途徑。本論文內(nèi)容包括以下幾個方面：1．聚丙烯基材上的金標(biāo)銀染DNA檢測采用聚丙烯微孔膜和致密聚丙烯片為基材，經(jīng)過氫氣／氮氣低溫等離子技術(shù)改性后在其表面接枝活性氨基，以提供原位合成DNA探針序列的活性位點。同時為了開發(fā)出適合大面積快速印刷制備生物芯片的方法，對原位合成過程中的氧化劑進行了改進。原位合成后的DNA探針與納米金標(biāo)記的靶DNA雜交后進行銀染東南大學(xué)
4、博士學(xué)位論文放大檢測。實驗表明，采用12／Ac20／AcO
5、I／THF氧化體系替代12小20，PyridiD胛HF氧化體系進行DNA原位合成，可以消除試劑互串對原位合成效率的影響。其原位合成的偶聯(lián)效率可達98．2％，而且不影響所合成的DNA探針陣列與靶序列雜交的特異性，可很好地區(qū)分堿基正錯配。以H2和N：混合氣體等離子體處理聚丙烯微孔膜和聚丙烯片，光電子能譜(XPS)證實在其表面分別接枝了大量活性氨基，可直接用于DNA的原位合成。實驗成功地制備了13nm的膠體金，在聚丙烯片上原位合成DNA探針后的金標(biāo)銀染檢測靈敏度達到
6、100fM，可明顯區(qū)分堿基正錯配，正配：錯配一個堿基：錯配二個堿基：錯配三個堿基的雜交銀染信號比為22：16：9：4。聚丙烯片上手工點樣DNA探針后的檢測靈敏度為100pM，比原位合成法低3個數(shù)量級，而且同一樣本DNA濃度下，手工點樣的銀染信號約為原位合成的1／2。聚丙烯膜上原位合成DNA探針后的金標(biāo)銀染檢測信號強于帶O．07umol，cm2表面氨基的商用聚丙烯膜，且可明顯地區(qū)分堿基正錯配，其金標(biāo)銀染雜交信引通著納米金粒徑和膠體金濃度的增加而增大。2．納米金放大的電化學(xué)DNA檢測將納米材料混入碳糊電極中，分別在納米碳管
7、改性的碳糊電極和sBA—15分子篩改性的碳糊電極上通過親和素一生物素法固定DNA探針，固定的探針與納米金標(biāo)記的靶DNA雜交后結(jié)合第一層膠體金顆粒，并通過layer_by—layer層層放大連接第二層膠體金，最后檢測單層和雙層納米金的差分脈沖伏安(DPv)電化學(xué)信號。對固定在電極表面的DNA進行循環(huán)伏安掃描(cv)表明，在碳糊電極中加入納米碳管制成的納米碳糊電極(cNTPE)由于具有比純碳糊電極(cPE)更大的吸附表面積，固定的DNA量更多，有利于DNA雜交。通過親和素一生物素體系在電極表面固定DNA，納米碳管的孔徑越大
8、，DNA的固定量越多，DNA的循環(huán)伏安(CV)信號也越強。隨著電極中納米碳管的含量增加，雜交信號增強。而碳糊電極經(jīng)分子篩改性后，由于分子篩不導(dǎo)電，其DNA吸附和雜交的電化學(xué)響應(yīng)信號均低于純碳糊電極。在納米碳糊電極表面，經(jīng)過兩次雜交的膠體金層層放大后，其DPV信號明顯高于一次雜交的膠體金DPv信號，而且層層放大雜交能很好地區(qū)分正錯配DNA序列。一次雜交對靶DNA的檢測限為1IlM，而層層放大的檢測靈敏度可達100pM，比一次雜交高一個數(shù)量級。3．納米金質(zhì)量放大的壓電DNA檢測V摘要壓電DNA檢測屬于對質(zhì)量敏感的傳感，由于
9、納米顆粒的質(zhì)量遠遠大于DNA分子的質(zhì)量，采用納米金顆粒標(biāo)記雜交的DNA，以增加石英金電極表面的質(zhì)量改變量，并通過layer_by．1ayer層層放大連接更多的膠體金顆粒，最后檢測由表面質(zhì)量變化引起的頻率改變值。實驗表明，標(biāo)記的膠體金確能增加石英晶體的頻率檢測信號。由于具有更高的雜交效率和膠體金標(biāo)記效率，先雜交后標(biāo)記膠體金的“追加標(biāo)
