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活版印刷基因芯片制备系统及相关技术研究

作 者: 尹晋津
导 师: 汤建新
学 校: 湖南工业大学
专 业: 生物医学工程
关键词: 基因芯片 原位合成 活版印刷 自动合成仪 胶体金
分类号: TS803
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
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内容摘要


生物芯片技术是继基因工程(重组DNA技术)、聚合酶链式反应(PCR)之后在分子生物学领域中的又一重大突破。在生物芯片技术中,发展最为成熟,研究最为广泛的是基因芯片技术。基因芯片主要有两种制备方法:点样法和原位合成法,点样法存在着生产成本高、繁琐的实验步骤、较低的集成密度等缺点。原位合成法生产速度较快、实验步骤简单、点阵呈指数递增以及高灵敏度等优点,但是也存在合成序列长度受限,或者合成试剂受到专利保护等问题。从今后大规模、批量化生产及应用前景的角度考虑,利用高度自动化技术平台、批量化原位合成基因芯片是重要的发展方向。因此,发展完善和开发快捷、成本低廉的DNA阵列原位合成技术具有重要意义。本论文在已提出的活版印刷原位合成制备基因芯片新方法的基础上,开展如下几个方面的工作:(1)对于活版印刷原位合成基因芯片自动化系统进行了初步探讨。主要研究和探讨了仪器各系统设计思路,并对前后两种材质模板的精度作了较为详细的统计分析。当将系统的底盘和模板由聚四氟乙烯改换成不锈钢后,由于不锈钢自身较低的延展性使得底盘和模板不易发生形变,提高了仪器的精度。(2)对宫颈癌患者和正常妇女进行了基因组的提取和靶序列扩增;实验对常规的酚/氯仿法加以改进,提取血液的DNA;设计了p53第四外显子的引物,PCR扩增,为后续应用研究打下基础。得到的DNA条带清晰明亮、整齐,质量很好,可直接用于PCR扩增反应。(3)应用柠檬酸钠还原法、柠檬酸钠-鞣酸还原法、抗坏血酸还原法、硼氢化钠还原法制备了13nm的胶体金,以应用于金标银染生物芯片检测,并对不同方法制得的胶体金的粒径大小、分散度、稳定性及形貌进行表征。实验表明,柠檬酸钠-鞣酸还原法制备粒径为13nm的纳米金的过程较简单,制得的胶体金稳定性、分散性好,粒径均匀。采用金标银染检测得到了较好的杂交信号。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-27
  1.1 生物芯片概述  9-11
  1.2 基因芯片  11-22
    1.2.1 基因芯片的发展  11-12
    1.2.2 基因芯片的基本原理、主要特点  12-14
    1.2.3 基因芯片的制备方法  14-18
    1.2.4 基因芯片的检测  18-19
    1.2.5 基因芯片的应用  19-21
    1.2.6 基因芯片的前景展望  21-22
  1.3 本课题的研究基础  22-23
  1.4 活版印刷法的基本原理以及实验过程  23-26
    1.4.1 活版印刷法的基本原理  23-24
    1.4.2 活版印刷法的实验过程  24-26
  1.5 本论文主要研究内容  26-27
第二章 活版印刷原位合成基因芯片自动化系统初步探讨  27-40
  2.1 活版印刷法制备基因芯片仪器的系统设计  28-35
    2.1.1 软件系统  29-30
    2.1.2 控制系统  30-31
    2.1.3 机械系统  31-33
    2.1.4 印刷模版  33
    2.1.5 液体传送及气路系统  33-34
    2.1.6 无水无氧手套箱  34-35
  2.2 实验部分  35-38
    2.2.1 实验一  35-37
    2.2.2 实验二  37-38
  2.3 本章小结  38-40
第三章 基因组的提取和靶序列扩增  40-48
  3.1 材料与方法  40-43
    3.1.1 实验材料  40
    3.1.2 实验所需仪器与主要试剂  40-43
  3.2 实验方法  43-46
    3.2.1 血液DNA的提取和检测  43-44
    3.2.2 p53基因的PCR扩增  44-46
  3.3 实验结果  46-47
    3.3.1 DNA检测结果  46-47
    3.3.2 PCR检测结果  47
  3.4 本章小结  47-48
第四章 纳米金的制备及应用  48-60
  4.1 纳米金  48-49
    4.1.1 纳米金的基本特性  48-49
  4.2 纳米金的制备  49-55
    4.2.1 实验部分  49-51
    4.2.2 实验结果与表征  51-55
  4.3 纳米金胶体在基因芯片检查中的应用  55-59
    4.3.1 纳米金与DNA、蛋白结合的基本原理  55-56
    4.3.2 金标银染  56-58
    4.3.3 实验部分  58-59
  4.4 本章小结  59-60
结语  60-61
参考文献  61-66
附录  66-67
致谢  67

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 印刷工业 > 一般性问题 > 机械与设备
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