基于石墨烯為載體的生物傳感器對細(xì)胞凋亡和小分子的檢測.pdf

1、本論文的主要內(nèi)容是基于新型納米材料石墨烯為基礎(chǔ)，并借助石墨烯的單分子及單層特點作為DNA生物傳感器的載體及保護(hù)劑，并借助DNA分子雜交技術(shù)、DNA循環(huán)復(fù)制相結(jié)合，研制出高靈敏度、高選擇性的新型生物傳感器，對特定生物分子如茶堿、TPP（硫胺素焦磷酸）進(jìn)行選擇性地識別和測定，并且可以為許多疾病的臨床早期診斷提供理論基礎(chǔ)，比如進(jìn)行細(xì)胞凋亡酸化的檢測。
　　第一章，主要列舉了石墨烯的發(fā)現(xiàn)與研究進(jìn)展，合成方法及最前沿的應(yīng)用。石墨烯的發(fā)現(xiàn)具有

2、極其重要的意義，可能是改變世界的新材料。接下來論文簡要概述了DNA的組成與分類、核酸內(nèi)切酶的簡介及作用并簡單介紹了聚丙烯酰胺凝膠電泳分析，激光共聚焦顯微鏡與熒光化學(xué)分析等方法。對DNA轉(zhuǎn)錄，及核酶(RNA)做了說明。
　　第二章，以溶液的酸度的變化為動力，來實現(xiàn)對DNA探針在雙螺旋與三螺旋狀態(tài)之間的變化的驅(qū)動。當(dāng)反應(yīng)體系溶液酸度為堿性時，DNA納米探針表現(xiàn)為雙螺旋狀態(tài)，羅丹明-綠、熒光淬滅劑分別位于長鏈DNA的兩端，兩者互不靠近可

3、以檢測到熒光。當(dāng)反應(yīng)體系溶液為酸性時，DNA納米探針轉(zhuǎn)變?yōu)槿菪隣顟B(tài)，羅丹明-綠和淬滅劑相互靠近，熒光被猝滅，檢測到的熒光信號變低。熒光被猝滅后，繼續(xù)向溶液中加入堿性緩沖液(NaOH)，改變?nèi)芤核岫群蠓肿犹结樦匦伦優(yōu)殡p螺旋狀態(tài)，可以重新檢測到高強(qiáng)度的熒光信號。通過不斷加入堿、酸來調(diào)節(jié)溶液酸度可以不斷的循環(huán)驅(qū)動DNA探針的運動。構(gòu)建將pH變化轉(zhuǎn)變機(jī)械動力的DNA探針。
　　第三章，以之前構(gòu)建的DNA納米分子探針為基礎(chǔ)，其中長鏈DNA

4、只有一端接有羅丹明-綠，另一端沒有接熒光淬滅劑。實驗室內(nèi)部合成石墨烯作為傳感器載體，可以使探針通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部而不被破壞。石墨烯是目前已知最薄最堅硬的材料，其單層的石墨分子結(jié)構(gòu)可以吸附單鏈DNA分子并可以吸收熒光基團(tuán)到其空隙中以淬滅熒光。通過藥物硫酸長春新堿誘導(dǎo)細(xì)胞程序性死亡引起細(xì)胞內(nèi)環(huán)境溶液的酸化，借助觀察細(xì)胞形態(tài)變化及進(jìn)入細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)探針熒光強(qiáng)度的變化來定性地檢測細(xì)胞的凋亡。
　　第四章，以重組質(zhì)粒為模版，NTP為原料利用

5、DNA轉(zhuǎn)錄技術(shù)設(shè)計產(chǎn)生大量核酶(RNA)，并設(shè)計利用DNA剪切酶實現(xiàn)循環(huán)放大的原理，實現(xiàn)檢測茶堿和TPP等小分子活性物質(zhì)的技術(shù)。核酶在茶堿存在的條件下會自斷裂脫落一小段RNA片段，可以與石墨烯競爭雜交已吸附的帶熒光的單鏈DNA，從而實現(xiàn)觀測熒光的變化。TPP檢測原理與茶堿類似，在沒有TPP存在條件下，特定核酶(RNA)序列會自斷裂一段RNA片段，可以定性的檢測TPP和茶堿的存在。
　　第五章，本論文的主要內(nèi)容是基于新型納米材料石墨