基于金纳米的分子探针研究

论文摘要

在本论文中,应用金纳米良好的光学特性,结合核酸适体、核酸内切酶与靶分子的特异性相互作用,分别合成了基于核酸的金纳米粒子探针,可以与适体识别目标分子、限制性内切酶识别并水解特定核酸序列等模式相结合,实现了对目标分子和限制性内切酶识别,并完成了相应的信号报道。所建立的方法具有使用简便、识别快速、灵敏的检测,可以大大简化传统分析流程。第一部分对探针的概念及相应的组成、应用进行了综述,并且介绍了探针的识别体系以及信号报导方式,最后着重介绍了金纳米的特性及其在分子探针领域内的应用。第二部分建立了一种基于化学发光共振能量转移的适体传感系统。通过适体将化学发光基团与作为能量受体的纳米金相连接,使两者距离接近,从而获得高效的能量转移,发光信号被淬灭;目标物存在时,发生适体对目标物的识别,发光基团与金纳米之间的连接断裂,使两者之间的距离大大增大,从而降低能量转移效率,发光信号得以增强。实验中设计了两种探针,一种是通过共价交联方式将化学发光分子鲁米诺连接到探针中,另一种是将催化鲁米诺发光反应的酶引入探针分子中,以腺苷为目标物,对所建立的探针体系的性能进行了考察。第三部分研究了一种基于纳米粒子局域表面等离子共振（LSPR）效应,简单、快速、肉眼可见的比色方法用以检测限制性内切酶。实验中分别合成了两种纳米颗粒,其中之一含有可被限制性内切酶识别并水解的特定回文序列的双链DNA,当酶切发生后,残余的单链DNA可与另一探针上部分互补的另一单链DNA杂交,从而导致金纳米的聚集。由于尺寸变化局域表面等离子共振效应,整个体系的紫外吸收峰发生红移,并产生肉眼可见的明显颜色变化。所设计的探针在不需要任何仪器的条件下,即可对限制性内切酶进行定性-半定量检测。另外实验中还借助于吸收光谱方法,对内切酶进行定量测定,并对限制性内切酶的酶切动力学进行了基本的研究。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 分子探针技术
• 1.2 识别体系
• 1.2.1 免疫识别
• 1.2.2 酶-底物识别
• 1.2.3 核酸分子杂交识别
• 1.2.4 核酸适体识别特异性的靶分子
• 1.3 信号报导方式
• 1.3.1 荧光信号报导
• 1.3.2 化学发光信号报导
• 1.3.3 比色法
• 1.3.4 电化学信号报导
• 1.3.5 同位素、自旋信号报导方式
• 1.4 金纳米在分子探针领域内的应用
• 1.4.1 金纳米粒子的性能
• 1.4.2 金纳米粒子的应用
• 1.5 本论文选题内容及意义
• 第二章 本论文研究的目的、步骤和方法
• 2.1 研究目的
• 2.2 实验步骤
• 2.3 实验方法
• 第三章 基于化学发光共振能量转移的适配体分子识别
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器与试剂
• 3.2.2 探针的合成
• 3.2.3 化学发光检测
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 化学发光的条件优化
• 3.3.2 蛋白质对鲁米诺化学发光的影响
• 3.3.3 生物传感器选择性的考察
• 3.3.4 生物传感器对腺苷的检测
• 3.4 结论
• 第四章 金纳米比色法测定限制性内切酶
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 仪器与试剂
• 4.2.2 探针合成
• 4.2.3 酶切反应
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 比色方法的基本设计
• 4.3.2 Nano A 与 Nano B 比例的选择
• 4.3.3 酶切反应 选择性的考察
• 4.3.4 内切酶 EcoRI 的量对颜色的影响
• 4.3.5 反应时间对酶切的影响
• 4.3.6 酶切反应的动力学初步研究
• 4.4 结论
• 总结
• 参考文献
• 已完成论文
• 致谢