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压电生物芯片在艾滋病病毒核酸分析中的应用研究

作　者: 曹晓红
导　师: 莫志宏
学　校: 重庆大学
专　业: 分析化学
关键词: 病毒核酸 压电传感器 生物芯片 核酸分析 分子杂交
分类号: R446.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
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内容摘要


压电生物传感器是利用压电材料—石英晶体作为换能器，将检测信号转变成电信号的传感器。基因芯片，又称DNA微探针阵列（microarray），是一种重要的生物芯片。这种生物芯片是通过在微小的基片表面固定大量的分子识别探针，或构建微分析单元和系统，实现对化合物、蛋白质、核酸、细胞或其它生物组分准确、快速、大信息量的筛选或检测。论文主要研究了压电生物芯片（基因芯片）在1型人类免疫缺陷病毒（HIV-1）核酸分析中的应用。论文对单链DNA探针在液相条件下的固定液体系进行了优化实验。确定了pH在8.1左右和离子强度在0.016的条件下，实验所使用寡核苷酸探针能在水性溶液中获得比较满意的固定结果。同时，对DNA探针在电极表面的固定时间、杂交液体系、杂交时间等反应条件也进行了研究，构建了压电型HIV-1生物芯片。论文利用分子自组装技术，将巯基修饰的寡核苷酸探针固定在电极上，再利用核酸的碱基互补配对原则，实现同源核酸的特异性结合（杂交），然后应用压电生物芯片实时分析仪AGA2002对HIV-1的核酸进行了分析研究。作为临床检测应用的初期阶段，我们对1型人类免疫缺陷病毒（HIV-1）的核酸（RNA）进行了基因检测。对人类免疫缺陷病毒，我们应用AGA2002，在避开PCR扩增反应过程的情况下，直接将分离，纯化处理后得到的核酸进行分子杂交检测，进行盲法实验，然后将实验结果与Bayer公司生产的HIV-1 3.0型bDNA仪的检测结果进行对照，结果表明：检测结果的阴、阳性符合较好；阴性符合率100%，阳性符合率在94.9%，用HBV和健康的正常人血样进行特异性实验研究也表明，所进行的检测具有比较满意的特异性，完全能用于HIV-1的定性检测。论文还对未经过扩增的杂交反应动力学过程进行了研究，在准一级反应条件下推导出两种响应模型，不但成功地应用于临床检测，而且可用于杂交动力学及热力学的研究。其中还利用平衡法模型对检测结果进行了分析，得到了半定量的分析结果，对于进一步的研究开发和定量分析提供了理论模型。论文最后讨论了压电生物芯片在核酸分析上的应用前景。

全文目录


中文摘要  4-5
英文摘要  5-9
1 生物传感器的研究现状  9-21
  1．1 引言  9-10
  1．2 生物传感器的原理及分类  10-14
    1．2．1 生物传感器的原理  10-12
    1．2．2 生物传感器的分类  12-14
  1．3 压电生物传感器的应用  14-19
    1．3．1 气态物质分析  15
    1．3．2 微生物和细胞分析  15-16
    1．3．3 生物过程监测  16
    1．3．4 反应动力学分析  16-17
    1．3．5 蛋白质分析  17
    1．3．6 核酸分析  17-18
    1．3．7 酶分析  18-19
    1．3．8 生物小分子物质分析  19
  1．4 课题意义和目标  19-21
2 AGA2002型生物芯片实时分析仪的基本性能  21-29
  2．1 压电生物传感器的基本原理  21-22
  2．2 液相压电传感器理论  22-23
  2．3 探针固定原理  23-24
  2．4 实验部分  24-25
    2．4．1 材料与方法  24
    2．4．2 实验步骤  24-25
  2．5 结果与讨论  25-29
    2．5．1 气相条件的电极性能  25-26
    2．5．2 液相条件下的电极性能  26-29
3 压电HIV-1核酸生物芯片的构建  29-49
  3．1 引言  29-32
  3．2 HIV的检测方法  32-34
    3．2．1 AIDS病毒的抗体检测  32
    3．2．2 AIDS病毒的免疫功能检测  32
    3．2．3 AIDS病毒的病原学检测  32-34
  3．3 实验部分  34-38
    3．3．1 实验原理  34-36
    3．3．2 实验仪器和材料  36-37
    3．3．5 实验方法  37-38
  3．4 结果与讨论  38-48
    3．4．1 固定液体系的选择  38-39
    3．4．2 时间对探针固定的影响  39
    3．4．3 探针固定的浓度曲线  39-41
    3．4．4 杂交液体系的选择  41-42
    3．4．5 杂交时间对杂交效果的影响  42-43
    3．4．6 检测范围的确定  43-44
    3．4．7 动力学研究  44-48
  3．5 结论  48-49
4 压电HIV-1芯片的临床应用  49-56
  4．1 样本收集与处理  49
  4．2 HIV-1病毒标本的处理  49
  4．3 实验仪器和材料  49-50
  4．4 实验方法  50
  4．5 临床检测  50-54
    4．5．1 特异性研究  50-52
    4．5．2 样本定性实验  52-54
  4．6 结论  54-56
5 结语与展望  56-58
  5．1 结语  56
  5．2 展望  56-58
致谢  58-59
参考文献  59-65
附录  65

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中图分类: > 医药、卫生 > 临床医学 > 诊断学 > 实验室诊断 > 微生物学检验
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