功能化聚合物微球的制备及其在转基因检测中的应用

论文摘要

尽管转基因作物具备抗虫害、抗除草剂、高产等优良的特性，但人们一直没有对它的安全性达成共识，许多国家都要求食品具有表明转基因成分与含量的标签。目前，最常见的转基因检测方法包括聚合酶链式反应（PCR）和荧光实时定量PCR（FQ-PCR）。PCR技术通过扩增标记基因、启动子基因和终止子基因可实现快速有效的转基因成分定性、定量检测。另一方面，随着科学技术的不断进步，出现了流式细胞仪、液相芯片等一系列具有更高通量的转基因检测新手段。转基因的检测离不开两大关键步骤，即核酸提取和核酸检测。而现今的常规技术存在一些难以克服的困难。第一，提取植物基因组的经典方法通常需要使用有机溶剂多次抽提和离心，不仅污染环境，费时费力，不易实现自动化，而且易造成有机溶剂残留，从而限制后续生物检测。第二，作为检测载体的功能化微球，制备步骤繁琐，常需要多步反应得到。针对以上的问题，本文首先采用无皂乳液聚合法制备了一种粒径小，分散性较好，磁性强的包埋式磁性聚合物微球。将其用于马铃薯类深加工食品的DNA提取中，对深加工食品这一类核酸丰度较低的样品的DNA提取方法进行了研究，并通过常规PCR和FQ-PCR考察了该方法获得的基因组核酸的纯度与产率。通过将制备的磁性微球以及提取方法与CTAB法、商品化试剂盒相比较，进一步探讨了该方法的有效性，探讨了各种深加工食品的DNA提取方法的优点与缺点，针对性与普适性。随后，将这种磁性微球表面偶联寡核苷酸探针，通过探针捕获实现了目标片段有效而特异性地检测。本文通过三聚氰胺与甲醛的共缩聚反应，制备了一种单分散、亲水性、表面富含氨基的包埋式荧光聚合物微球。将这种荧光微球表面结合特异性核酸探针，通过编码荧光微球的探针捕获可在同一时间实现转基因成分的定性、定量测定，为液相芯片的快速、高通量转基因检测打下了坚实的基础。最后，本文通过改进无皂乳液聚合法，制备了一种包埋式磁性荧光双功能化的聚合物微球，通过将其应用于转基因片段的探针捕获检测中，对编码磁性荧光微球的制备及应用进行了初步探索。综上所述，本文制备的磁性微球、荧光微球、荧光磁性微球，不仅可以作为基因组DNA的固相吸附载体，更可在DNA的研究和检测中实现快速分离和高通量分析，对转基因检测工作具有重要的意义。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 转基因技术概述
• 1.1.1 转基因技术及转基因作物的发展现状
• 1.1.2 转基因技术的潜在风险
• 1.2 转基因食品检测的研究进展
• 1.2.1 传统检测方法
• 1.2.2 新型转基因检测法
• 1.3 功能化聚合物微球的研究进展
• 1.3.1 磁性聚合物微球的制备方法
• 1.3.2 荧光聚合物微球的制备方法
• 1.3.3 磁性荧光双功能化微球的制备方法
• 1.4 立题依据、研究目标与内容
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验试剂、材料与仪器
• 2.1.1 实验试剂
• 2.1.2 实验材料
• 2.1.3 实验仪器
• 2.2 包埋式聚合物磁性微球的制备及应用
• 2.2.1 包埋式聚合物微球的制备及表征
• 2.2.2 磁性微球提取法在马铃薯类食品的转基因检测中的应用
• 2.2.3 磁性微球提取法与常用 DNA 提取方法、试剂盒的比较
• 2.2.4 磁性微球在基于探针捕获的转基因检测中的应用
• 2.3 三聚氰胺甲醛荧光微球的制备及应用
• 2.3.1 三聚氰胺甲醛荧光微球的制备及表征
• 2.3.2 荧光微球在基于探针捕获的转基因检测中的应用
• 2.4 荧光磁性双功能化聚合物微球的制备及应用
• 2.4.1 荧光磁性聚合物微球的制备及表征
• 2.4.2 荧光磁性聚合物微球在转基因检测中的应用
• 第三章 磁性聚合物微球的制备及应用
• 引言
• 3.1 磁性物微球的制备及表征
• 3.1.1 磁流体的形貌表征
• 3.1.2 磁性微球的制备与表征
• 3.1.3 磁性微球制备的条件实验
• 3.2 马铃薯类深加工食品的 DNA 提取与转基因检测
• 3.2.1 基于磁性微球的小牛胸腺 DNA 纯化
• 3.2.2 马铃薯类深加工食品的 DNA 提取
• 3.2.3 马铃薯类深加工食品的转基因检测
• 3.3 磁性微球 DNA 提取法与 CTAB 法及三种试剂盒的比较
• 3.3.1 基于紫外与凝胶电泳的方法评价
• 3.3.2 基于 PCR 的方法评价
• 3.4 磁性微球在探针捕获转基因检测中的应用
• 3.4.1 磁性微球的 avidin 包覆
• 3.4.2 基于紫外检测的磁性微球探针捕获
• 3.4.3 基于荧光检测的磁性微球探针捕获
• 3.5 本章小结
• 第四章 三聚氰胺甲醛荧光微球的制备及应用
• 引言
• 4.1 三聚氰胺甲醛荧光微球的制备
• 4.1.1 三聚氰胺甲醛荧光微球的制备及表征
• 4.1.2 三聚氰胺甲醛编码荧光微球的制备及表征
• 4.1.3 三聚氰胺甲醛荧光微球的制备条件考察
• 4.2 三聚氰胺甲醛荧光微球的应用
• 4.2.1 荧光微球的表面 avidin 包覆
• 4.2.2 荧光微球探针捕获转基因检测
• 4.3 本章小结
• 第五章 磁性荧光聚合物微球的制备及应用
• 引言
• 5.1 磁性荧光微球的制备及表征
• 5.2 磁性荧光微球的初步应用
• 5.2.1 定性分析
• 5.2.2 定量分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论及展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢