生物大分子的光谱法研究

论文摘要

核酸与蛋白质是生命的物质基础。核酸是由许多核苷酸聚合成的生物大分子化合物,为生命的最基本物质之一。它不仅是基本的遗传物质,而且在蛋白质的生物合成上也占重要位置,因而在生长、遗传、变异等一系列重大生命现象中起决定性的作用。蛋白质是一切生命的物质基础,是肌体细胞的重要组成部分,是人体组织更新和修补的主要原料。人体的生长、发育、运动、遗传、繁殖等一切生命活动都离不开蛋白质。蛋白质的测定和小分子与蛋白质相互作用的研究在蛋白质结构研究,临床医学,药学,生命科学等方面都有着极其重要的意义。因此核酸的测定,以及探究药物小分子与核酸蛋白的相互作用方式,对新药物的合成以及临床检测等方面具有重要意义。本论文以荧光和共振光散射技术为主要研究手段,结合CD、TEM、UV等多种分析技术寻找新的核酸和蛋白质光谱探针,探讨光谱探针分子与生物大分子的作用机理,建立了新型的灵敏的定量检测方法。本文共五部分。论文第一部分综述了荧光和共振光光谱探针以及纳米粒子在核酸和蛋白质生物大分子分析中的研究进展。论文第二部分,研究了山奈素、铝、纳米银和核酸的相互作用。研究表明：核酸可增强山奈素-铝体系荧光,纳米银对其荧光强度有进一步的增强作用,且体系荧光增强程度与核酸的浓度在一定范围内具有良好的线性关系,据此建立了定量测定核酸的新方法。fsDNA、smDNA和yRNA的线性范围分别为：5.0×10-9-2.0×10-6 g mL-1,7.0×10-9-2.0×10-6g mL-1和2.0×10-8to 3.0×10-6g mL-1,检出限分别为2.5×10-9 g mL-1,3.2×10-9g mL-1和7.3×10-9g mL-1。该方法测定实际样品中DNA的结果令人满意。并将本测定方法与山奈素、铝和核酸体系进行比较,发现检出限以及线性范围都得到了改善。机理研究表明：在纳米银和核酸的协同作用下,山奈素与铝形成了稳定的荧光络合物,能吸附于纳米银表面,并通过纳米银的表面增强荧光效应对山奈素的荧光进一步增强。论文第三部分,研究了林可霉素、纳米银和核酸的共振光散射增强作用。研究发现,核酸的加入可以使林可霉素-纳米银体系的共振光发生增强,由此建立了一种简单的测定核酸的方法。在最佳实验条件下,核酸浓度与共振光散射增强程度之间具有良好的线性关系,yRNA和smDNA的线性范围分别为：3.0×10-83.0×10-7g mL-1和3.0×10-8-3.0×10-7g mL-1,检出限分别为1.1×10-8g mL-1和6.6×10-9g mL-1。机理研究表明：纳米银-林可霉素-核酸之间的静电作用以及分子间作用力导致了纳米银发生聚集。论文第五部分,研究了山奈素-铝-SDBS与蛋白质的相互作用,建立了定量测定蛋白质的荧光分析新方法。在最佳实验条件下,山奈素-铝-SDBS-蛋白质体系荧光强度的增强程度与蛋白质的浓度在一定范围内呈良好的线性关系,BSA和EA的线性范围分别是：0.09-10μgmL-1和0.05-10μgmL-1,检出限分别达到1.0×10-8gmL-1和1.6×10-7g mL-1。该方法具有稳定性好,操作简单和灵敏度高等特点。机理研究表明：山奈素-铝-SDBS-BSA四元复合物的形成以及BSA-SDBS提供的疏水微环境是该体系荧光增强的主要原因。论文第四部分,研究了吡蚜酮-纳米银体系的共振光散射增强效应,建立了定量测定了吡蚜酮的新方法。在最佳实验条件下,吡蚜酮-纳米银体系共振光散射强度的增强程度与吡蚜酮的浓度在一定范围内呈良好的线性关系。吡蚜酮的线性范围为7.0×10-7-7.0×10-5 molL-1,检出限为6.1×10-7 mol L-1。相互作用机理研究表明,在吡蚜酮的存在下,纳米银发生了聚集,导致体系共振光散射增强。本论文的主要特点：1、利用核酸对山奈素-铝-纳米银的荧光增强作用,建立了灵敏度高,稳定性好的定量测定核酸的荧光新方法,并用于琼脂糖凝胶电泳分离核酸片段的染色。在相互作用机理上进行了研究。2、研究了核酸对林可霉素-纳米银的共振光散射增强效应,建立了测定核酸的新方法。3、研究了蛋白质对山奈素-铝-SDBS体系的荧光增强机理,建立了测定蛋白质的新方法。4、研究了纳米银对吡蚜酮共振光散射的增强效应,建立了测定吡蚜酮的新方法。

论文目录

• 符号说明
• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 第一节 核酸荧光探针的研究进展
• 1. 有机分子荧光探针
• 2. 金属离子及金属离子配合物
• 3. 光化学荧光探针
• 4. 纳米离子荧光探针
• 第二节 核酸共振光散射探针
• 1. 有机染料探针
• 2. 表面活性剂探针
• 3. 金属离子配合物及金属离子探针
• 4. 贵金属纳米粒子
• 第三节 蛋白质分析探针研究进展
• 1. 传统荧光分析探针
• 2. 贵金属纳米粒子
• 3. 量子点
• 4. 磁性荧光编码微球
• 第四节 本论文的研究目的和研究内容
• 1. 研究目的
• 2. 研究内容
• 第二章 山奈素-铝-纳米银-核酸体系的荧光增强效应及其分析应用
• 第一节 山奈素-铝-核酸体系的荧光增强效应及分析应用
• 1. 实验部分
• 2. 结果与讨论
• 3. 结论
• 第二节 山奈素-铝-纳米银-核酸体系的荧光增强效应及其分析应用
• 1. 实验部分
• 2. 结果与讨论
• 3. 机理探讨
• 4. 结论
• 第三章 山奈素-铝-SDBS-BSA体系的荧光增强效应及其分析应用
• 1、实验部分
• 2、结果和讨论
• 3、荧光增强机理
• 4 结论
• 第四章 林可霉素-纳米银-核酸体系的共振光散射增强效应及其分析应用
• 1. 实验部分
• 2. 结果和讨论
• 3. 机理讨论
• 4. 结论
• 第五章 纳米银-吡蚜酮体系的共振光散射增强效应及分析应用
• 1. 实验部分
• 2. 结果和讨论
• 3. 机理探讨
• 4. 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 硕士期间发表论文
• 学位论文评阅及答辩情况表