基于DNA與新型材料的熒光生物傳感器的構(gòu)建及應(yīng)用研究.pdf

1、近年來(lái)，熒光生物傳感器的設(shè)計(jì)逐漸成為生命分析領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。傳感器的靈敏度是衡量傳感器性能的重要指標(biāo)之一。目前，提升熒光傳感器的靈敏度主要有兩種途徑：一是利用酶切循環(huán)放大信號(hào)技術(shù)；二是引入強(qiáng)的熒光猝滅劑。金納米顆粒（Au NPs）、碳納米管（CNTs）、氧化石墨烯（GO）等新型材料被發(fā)現(xiàn)對(duì)染料標(biāo)記的 DNA探針具有強(qiáng)的熒光猝滅能力，因此被廣泛地應(yīng)用于 DNA熒光生物傳感器的設(shè)計(jì)中。這些新型熒光猝滅劑的使用可大大降低背景信號(hào)，有效地提高傳

2、感器的靈敏度?；谝陨蟽煞N途徑，本論文分別展開了相應(yīng)的研究。首先，利用核酸外切酶Ⅲ（Exo Ⅲ）輔助信號(hào)放大的方法設(shè)計(jì)了檢測(cè)核酸內(nèi)切酶活性的高靈敏度的熒光生物傳感器。其次，本論文選擇了特定尺度的α-Fe2O3 NPs，基于四齒羧酸與金屬鋇元素構(gòu)筑的金屬有機(jī)骨架材料（MOFs），三嗪與哌嗪構(gòu)筑的多孔有機(jī)骨架材料（POFs）三種合成簡(jiǎn)單、性質(zhì)穩(wěn)定、成本低廉的材料作為新型熒光猝滅劑。利用上述三種新型熒光猝滅劑，本論文制備了具有高靈敏度的檢測(cè)生

3、物分子的新型熒光生物傳感器。本論文具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　1、在第二章中，利用酶切循環(huán)放大技術(shù)構(gòu)筑了分析限制性核酸內(nèi)切酶活性的DNA熒光生物傳感器。Exo Ⅲ輔助信號(hào)擴(kuò)增方法的引入有效地提高了該傳感體系的靈敏度，對(duì)核酸內(nèi)切酶EcoRI的檢出限可達(dá)0.57U mL-1。由于核酸內(nèi)切酶對(duì)底物鏈 DNA具有特異性識(shí)別功能，因此本傳感器具有良好的選擇性。此外，將底物鏈DNA的識(shí)別序列進(jìn)行修改后，本方法還可用于其它核酸內(nèi)切酶活性的分析。

4、r>　　2、在第三章中，研究了不同尺寸的α-Fe2O3材料與核酸之間的相互作用。研究發(fā)現(xiàn)只有納米尺寸的α-Fe2O3粒子對(duì)不同結(jié)構(gòu)的核酸具有不同的吸附能力。此外，α-Fe2O3 NPs還可作為單鏈DNA探針良好的熒光猝滅劑。上述特性使α-Fe2O3 NPs能夠被應(yīng)用于生物傳感器的設(shè)計(jì)中。本論文中利用操作簡(jiǎn)單的“混合-檢測(cè)”策略，以α-Fe2O3 NPs為傳感平臺(tái)設(shè)計(jì)了檢測(cè)核酸的DNA熒光生物傳感器。
　　3、在第四章中，利用鋇元素

5、作為節(jié)點(diǎn)，與含有酰胺鍵的四齒羧酸配體H4L構(gòu)筑了金屬有機(jī)骨架材料[Ba2(L)(H2O)]·(DMF)0.5(H2O)3（配合物1）。配合物1對(duì)染料標(biāo)記的不同長(zhǎng)度的單鏈DNA探針具有不同的猝滅能力，利用該特性設(shè)計(jì)了分析脫氧核糖核酸酶Ⅰ（DNaseⅠ）活性的熒光生物傳感器。該傳感器具有不同于文獻(xiàn)中所報(bào)道的基于金屬有機(jī)骨架材料所構(gòu)建的檢測(cè)體系的傳感機(jī)理。
　　4、在第五章中，考察了三嗪與哌嗪為構(gòu)筑單元的多孔有機(jī)骨架材料PAF-6對(duì)染料