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腺苷等重要生命物质检测的新方法研究

作　者: 郭萌萌
导　师: 沈国励
学　校: 湖南大学
专　业: 分析化学
关键词: 生物传感器构型转换适配子探针纳米金聚集富G DNA四股螺旋核酸内切酶直接电化学
分类号: Q503
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

腺苷、核酸以及过氧化氢等维系生命活动重要物质的分析检测对人类意义重大。目前以腺苷、核酸以及过氧化氢为研究对象的检测方法大体分为界面检测和均相检测两类。本文将两类分析方法中的电化学生物传感技术及光度检测技术作为开拓领域,以实现简易实用、快速准确、高灵敏和低成本等高效性能为目标,利用纳米材料及适配子的高新研究成果,完成了如下四项研究工作,为分析检测方法的开发与创新作出积极贡献。1.核酸适配子是对其靶分子有强亲合力和高选择性的核酸序列。靶分子的引入,使适配子原本形成的DNA/DNA双螺旋结构转变为DNA/耙分子的复合物结构。利用适配子的这种构型转换机制,研制了一种用于高灵敏检测腺苷的可再生型电化学传感器【第2章】。首先在金电极表面修饰酪胺聚合膜和纳米金层,再通过硫-金键的强亲合力将巯基衍生的固定探针组装在电极表面;特异性识别腺苷的二茂铁-适配子探针与固定探针杂交后即完成传感器的制备。腺苷的存在使二茂铁标记的适配子探针从电极表面脱落而导致氧化还原峰电流下降。峰电流的降低幅度与腺苷含量成正比。本传感界面可提供较宽的线性响应范围和较低的检测下限,此外,还具有高选择性,良好的重现性、稳定性及再生性等优点。回收试验证实了此电化学传感系统用于腺苷检测的可行性。2.富G(鸟嘌呤)DNA序列常通过基于Hoogsteen氢键的G四联体形成四股螺旋,部分金属离子对这种结构具有稳定作用,为此富G DNA-纳米金与普通DNA-纳米金具有不同的稳定性。我们考察了末端碱基为四个鸟嘌呤的27个碱基DNA序列修饰的金纳米颗粒的聚集行为,即富G核酸功能化金纳米颗粒(富G DNA-GNPs)的稳定性研究【第3章】。在结合前人研究成果的基础上,指出通过调节富G DNA序列的长度,可获得较高离子强度下稳定存在的富G DNA-GNPs。富G DNA-GNPs聚集行为可控性的发现为DNA二级结构在DNA分析和疾病诊断方面的应用注入了新的活力。3.本研究发现5’-单磷酸腺苷(AMP),一种带负电荷分子,可导致纳米金发生强烈团聚。据此研发出一种基于碎片诱导纳米金聚集用于核酸内切酶活性及核酸序列的均相非标记光度检测技术【第4章】。此光度技术在核酸酶活性的检测上显示出简易、快速、可靠及低耗的优势且无需化学修饰,无需额外第三条DNA序列,也无需信号放大步骤;将光度技术用于DNA序列检测,通过目视比色法和UV/vis分光光度法,均获得优异的响应性能(如灵敏度,选择性和线性范围)。这些初步应用及实验结果充分展示了DNA序列内切碎片吸附引起纳米金强烈聚集的发现在核酸酶活性、基因序列检测等生物分析领域里诱人的应用前景。4.利用纳米金的比表面积大、表面活性中心多、催化效率高、吸附能力强、生物相容性及导电性好等优异性能,研制了一种新型的第三代过氧化氢生物传感器【第5章】。首先采用纳米金吸附辣根过氧化物酶(HRP),并利用Con A与糖蛋白间的特异性识别作用,将Con A和酶表面的麦芽糖残基结合来进行酶膜的组装,借助纳米金的催化性能实现了HRP酶的直接电化学。此传感器测定H2O2的线性范围为5.0×10-6-1.2×10-2 M,检测下限为2.9×10-6 M。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-11
第1章绪言  11-23
  1.1 生物传感技术  11-19
  1.2 基于金纳米颗粒聚集的光度技术  19-21
  1.3 本研究工作的构思  21-23
第2章基于核酸适配子构型转换的可再生型腺苷电化学传感器  23-35
  2.1 引言  23-24
  2.2 实验部分  24-25
  2.3 结果与讨论  25-34
  2.4 小结  34-35
第3章富G 核苷酸功能化纳米金稳定性的研究  35-43
  3.1 引言  35
  3.2 实验部分  35-36
  3.3 结果与讨论  36-41
  3.4 小结  41-43
第4章基于碎片诱导纳米金聚集的核酸内切酶活性及核酸序列检测  43-54
  4.1 引言  43
  4.2 实验部分  43-45
  4.3 结果与讨论  45-53
  4.4 小结  53-54
第5章基于伴刀豆球蛋白固定酶的新型无介体过氧化氢生物传感器  54-63
  5.1 引言  54
  5.2 实验部分  54-56
  5.3 结果与讨论  56-62
  5.4 小结  62-63
结论  63-64
参考文献  64-75
致谢  75-76
附录A 攻读硕士期间所发表的学术论文目录  76

腺苷等重要生命物质检测的新方法研究

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