基于納米材料的光學傳感新方法用于生物素和MNase酶檢測.pdf

1、隨著生命科學的深入研究與發(fā)展，快速、準確、實時地檢測與分析在許多生物學過程中扮演著重要角色的各類生物小分子和酶類的生物學信息對生物醫(yī)藥、臨床治療和診斷、環(huán)境監(jiān)測和材料科學等領域的科學研究都有著重要的意義。納米材料具有表面效應、小尺寸效應、量子尺寸效應以及宏觀量子隧道效應等獨特的性能，已經(jīng)被廣泛應用于生物傳感分析中，并且大大的推動了生物傳感分析技術的發(fā)展。因此，本論文的研究工作針對生物小分子與核酸酶分析檢測中的焦點問題，結合具備特殊性能的

2、納米材料作為傳感分析的載體和信號指示劑，利用傳統(tǒng)的分析檢測手段，構建了幾種簡單、非標記的光學生物傳感新方法用于生物素和微球菌核酶的分析檢測。具體的研究內(nèi)容如下:
　　第2章，基于鏈霉親和素磁珠與熒光染料SYBR GreenⅠ(SG)輔助信號放大技術，提出了一種簡單、非標記的熒光生物傳感方法用于生物素的檢測。當不存在目標物生物素時，生物素化的雙鏈DNA結合到鏈霉親和素磁珠表面，在嵌入SG熒光染料后可以檢測到顯著增強的熒光信號;而當存

3、在游離的目標物生物素時，鏈霉親和素磁珠表面的結合位點被游離的目標物生物素占據(jù)，此時生物素化的雙鏈DNA結合的數(shù)量減少，在加入SG后檢測到熒光信號顯著降低。在最優(yōu)化的實驗條件下，該傳感體系的熒光響應信號與生物素濃度在4-24ngmL-1范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關系，根據(jù)線性方程計算出該方法的檢測限為1.19ngmL-1。
　　第3章，在第2章工作的基礎上我們發(fā)展了一種基于DNAzyme和G-四聯(lián)體串聯(lián)信號放大的比色生物傳感器用于生物素的

4、檢測。當不存在目標物生物素時，生物素化的DNAzyme片段可以結合到鏈霉親和素磁珠的表面;在加入發(fā)夾探針時，通過DNAzyme對發(fā)夾結構的催化作用釋放出自由的G-四聯(lián)體，當加入血紅素(Hemin)時可以形成具有類似辣根過氧化物酶催化活性的四聯(lián)體結構，催化ABTS變色。當存在生物素時，鏈霉親和素磁珠表面的結合位點被游離的目標物生物素占據(jù)，此時生物素化的DNAzyme片段在磁珠表面的結合量大大降低;后續(xù)的ABTS變色作用顯著降低。因此，根據(jù)

5、溶液顏色和紫外吸收信號的變化，可以實現(xiàn)對生物素快速、靈敏、可視化的檢測。
　　第4章，利用一條單鏈DNA探針作為微球菌核酶(MNase)分解的底物和銀納米團簇形成的模板，我們設計了一個簡單、靈敏、低成本和無需標記的熒光傳感方法用于微球菌核酶活性的分析。當存在MNase時，單鏈DNA探針將成為MNase酶活性反應的底物被降解，因缺乏DNA模板而抑制了銀納米團簇的形成，導致熒光強度降低。當不存在MNase時，溶液中存在完整的DNA模板

6、，能夠形成銀納米團簇，熒光信號強度顯著增強。因此，根據(jù)熒光信號強度的變化，可以實現(xiàn)對微球菌核酶靈敏、簡單、高通量和非標記的檢測。在最優(yōu)化的實驗條件下，熒光信號強度與微球菌核酶濃度在0-2×10-4UmL-1范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性相關性，根據(jù)三倍空白標準偏差方法可以計算出該方法的檢測限為8×10-6UmL-1。該傳感原理具有靈敏度高、選擇性好、操作簡單、成本低和無需標記的優(yōu)點，并且不需要對寡核苷酸探針進一步修飾和復雜的設計。另外，該方法還有