碳纳米管和纳米金颗粒用于DNA和小分子检测的研究

论文摘要

碳纳米管和纳米金颗粒,具有独特的化学、光学、力学性能,并且稳定性好,生物相容性好,已在化学、生物学、物理学等多个学科领域得到广泛应用。本论文利用单壁碳纳米管（SWNT）和纳米金颗粒,结合核酸探针的特异性识别能力,采用不同的信号转导方式发展了双链DNA和小分子的分析检测方法:（1）单壁碳纳米管的类过氧化物酶活性用于双链DNA的检测自然界中DNA大多以双链DNA形式存在,灵敏、准确地检测双链DNA（dsDNA）在生物学研究及应用领域中具有重要意义。利用SWNTs类过氧化物酶的催化活性,发展了一种dsDNA检测方法。该方法无需标记,通过紫外吸收光谱的测量即可实现检测,检测下限为11.5 nM,特异性较好。该方法为特异性检测dsDNA提供了一种新的思路。（2）单壁碳纳米管荧光猝灭效应用于银离子的检测痕量银能够杀灭食品、饮水中的病菌,但摄入过量的银对人体又有毒害作用。利用富含胞嘧啶的单链DNA（ssDNA）对于Ag+的特异性识别作用和SWNT对荧光染料的猝灭作用,发展了一种Ag+的检测方法。该方法仅需一步混合即可实现检测,检测下限达到0.6 nM,并用于在自来水、娃哈哈纯净水中测定Ag+。（3）纳米金颗粒的团聚效应用于甲氧檗因的检测甲氧檗因具有良好的抗癌活性,能特异性结合碱基都是腺嘌呤的DNA序列（poly（A））。将poly（A）修饰至纳米金颗粒的表面,当有甲氧檗因存在时,纳米金颗粒发生团聚,导致溶液颜色和颗粒尺寸发生变化。据此利用紫外可见光谱、共振瑞利散射和动态光散射三种方法实现了甲氧檗因的定量检测。其中动态光散射方法灵敏度最高,检测下限达到0.19 pM并具有较好的特异性,改变序列的设计,可用于其他药物分子的检测。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 本文所用英文缩略
• 第1章 绪论
• 1.1 碳纳米管在分析检测中的应用
• 1.1.1 以碳纳米管为荧光猝灭剂的检测方法
• 1.1.2 以碳纳米管为近红外荧光试剂的检测方法
• 1.1.3 基于碳纳米管催化活性的比色分析方法
• 1.1.4 基于碳纳米管的光散射分析方法
• 1.1.5 基于碳纳米管的电化学活性的检测方法
• 1.2 纳米金颗粒在分析检测中的应用
• 1.2.1 基于纳米金颗粒的比色分析方法
• 1.2.2 基于纳米金颗粒的光散射分析方法
• 1.2.3 基于纳米金颗粒的荧光分析方法
• 1.2.4 基于纳米金颗粒的表面等离子体共振分析方法
• 1.2.5 基于纳米金颗粒的电化学分析方法
• 1.3 本论文拟开展的工作
• 第2章 单壁碳纳米管的类过氧化物酶活性用于双链DNA 的检测
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 试剂与仪器
• 2.2.2 溶液的配制
• 2.2.3 单壁碳纳米管的预处理
• 2.2.4 可行性考察
• 2.2.5 定量检测
• 2.2.6 特异性考察
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 检测原理
• 2.3.2 可行性论证
• 2.3.3 实验条件优化
• 2.3.4 灵敏度考察
• 2.3.5 特异性考察
• 2.4 小结
• 第3章 单壁碳纳米管猝灭效应用于银离子的检测
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 试剂与仪器
• 3.2.2 溶液的配制
• 3.2.3 单壁碳纳米管的预处理
• 3.2.4 可行性考察
• 3.2.5 定量检测
• 3.2.6 特异性考察
• 3.2.7 实际水样测定
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 检测原理
• 3.3.2 可行性论证
• 3.3.3 实验条件优化
• 3.3.4 灵敏度考察
• 3.3.5 特异性考察
• 3.3.6 实际水样测定
• 3.4 小结
• 第4章 纳米金颗粒的团聚效应用于甲氧檗因的检测
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 试剂与仪器
• 4.2.2 溶液的配制
• 4.2.3 纳米金颗粒的制备、修饰与表征
• 4.2.4 条件优化
• 4.2.5 定量检测
• 4.2.6 特异性考察
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 检测原理
• 4.3.2 纳米金颗粒的DNA 修饰与表征
• 4.3.3 实验条件的优化
• 4.3.4 灵敏度考察
• 4.3.5 特异性考察
• 4.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢