樹(shù)狀大分子衍生物及其納米顆粒復(fù)合物的表面修飾及其對(duì)PCR的優(yōu)化研究.pdf

1、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(Polymerase Chain Reaction，PCR)是一種在體外模擬體內(nèi)DNA復(fù)制的核酸擴(kuò)增技術(shù)。在過(guò)去的20多年，PCR技術(shù)發(fā)展迅速，一系列的PCR相關(guān)技術(shù)被設(shè)計(jì)出，并廣泛的應(yīng)用在遺傳學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等眾多領(lǐng)域，已然成為現(xiàn)代生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室最基本的實(shí)驗(yàn)技術(shù)之一。但是PCR技術(shù)遇到的瓶頸問(wèn)題影響其進(jìn)一步的應(yīng)用，例如特異性問(wèn)題，因此亟待尋找解決這些問(wèn)題的方法。納米材料因其獨(dú)特的理化性質(zhì)而越來(lái)越多的被研究者應(yīng)用到PCR反應(yīng)中

2、，這為改善PCR技術(shù)打開(kāi)了新的思路，大大拓寬了PCR技術(shù)的應(yīng)用范圍。
　　 本論文基于課題組前期的研究工作，將不同表面修飾的樹(shù)狀大分子及其金屬納米復(fù)合物作為新型PCR添加劑，研究其表面電荷、結(jié)構(gòu)和抗蛋白吸附性質(zhì)在優(yōu)化PCR的效率和特異性方面的作用，并探討其可能存在的作用機(jī)制。
　　 本研究建立了三套PCR測(cè)試體系用來(lái)檢測(cè)添加劑對(duì)PCR的優(yōu)化作用。一套是以小鼠尾基因組為模板的非特異性擴(kuò)增體系，一套是以綠膿桿菌基因組(Pse

3、udomonas aeruginosa，PA)為模板的二次擴(kuò)增非特異性體系，一套是以λDNA為模板的三次擴(kuò)增非特異性體系。我們首先將不同表面基團(tuán)修飾（聚乙二醇和/或乙酰基修飾）的包裹/未包裹金屬納米顆粒的樹(shù)狀大分子加入到小鼠尾基因組體系和PA體系，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示這些添加劑對(duì)PCR體系均有優(yōu)化效果。樹(shù)狀大分子包裹納米金顆粒之后優(yōu)化PCR的效果更好，并且PEG抗蛋白吸附的抑制作用因包裹納米金顆粒而明顯削弱。表面幾乎不帶電荷的G5.NHAc-m

4、PEG和{(Au0)300-G5.NHAc-mPEG}以及G5.NH2優(yōu)化PCR的最優(yōu)濃度相差1000倍左右，表明當(dāng)納米材料與PCR組分間的靜電相互作用比較弱時(shí)，納米金顆粒的熱傳導(dǎo)性能可能在優(yōu)化PCR時(shí)起了重要作用。即未包裹納米金顆粒的情況下，樹(shù)狀大分子與PCR組分間的相互作用在優(yōu)化PCR時(shí)起了重要作用，包裹納米金顆粒的情況下，納米金顆粒的導(dǎo)熱性能在優(yōu)化PCR時(shí)起重要作用。
　　 我們將不同表面基團(tuán)修飾（聚乙二醇和/或乙酰基修飾

5、）的包裹納米銀顆粒的樹(shù)狀大分子加入到λDNA的三輪擴(kuò)增體系中，發(fā)現(xiàn)這些材料都具有PCR優(yōu)化效果，并且隨著銀含量的增加，材料具有更強(qiáng)的優(yōu)化能力。在納米銀顆粒含量相同的情況下，表面帶正電荷的樹(shù)狀大分子的優(yōu)化能力要明顯強(qiáng)于表面電荷為零的樹(shù)狀大分子。這就表明樹(shù)狀大分子與PCR組分間表面靜電作用以及納米銀顆粒的熱傳導(dǎo)性能在優(yōu)化PCR時(shí)可能同時(shí)起了作用，其中靜電相互作用起了關(guān)鍵作用。
　　 值得提出的是，在本論文中，我們將G5.NHAc-m