基于分子轉(zhuǎn)子機(jī)理的DNA生物傳感研究.pdf

1、隨著人類基因組計(jì)劃的不斷研究發(fā)展以及越來(lái)越深入的流行性傳染病學(xué)分析探究，DNA傳感器在基因檢測(cè)分析、污染物檢測(cè)、微生物學(xué)等方面的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。DNA生物傳感器與傳統(tǒng)技術(shù)相比，具有分析快速、操作簡(jiǎn)單、靈敏度高、污染低，并且還能達(dá)到分子識(shí)別、分離純化基因的效用。DNA由于其不僅有識(shí)別互補(bǔ)核酸的能力還能夠識(shí)別金屬離子、小分子、蛋白和細(xì)胞而被發(fā)展為生物傳感研究萬(wàn)能的分子。DNA生物傳感器已經(jīng)在基因疾病的研究上有著很廣泛的應(yīng)用性，應(yīng)用比較多的D

2、NA生物傳感器主要有熱敏型、電化學(xué)型、光學(xué)型、質(zhì)量敏感型等類型。其中具有高靈敏性、高選擇性、操作簡(jiǎn)單、快速，大都可以在均相溶液中反應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)的熒光DNA生物傳感器，越發(fā)受到研究者們的高度重視。基于此，本論文選用了含空腔的DNA和G-四鏈體DNA兩種特殊DNA來(lái)設(shè)計(jì)研究熒光型DNA生物傳感器。利用此方法的快速、靈敏、背景低等優(yōu)勢(shì)，我們運(yùn)用分子轉(zhuǎn)子的機(jī)理實(shí)現(xiàn)了SNP檢測(cè)及對(duì)鉀離子、汞離子的特異性、高靈敏檢測(cè)。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1.

3、基于分子轉(zhuǎn)子硫磺素T(ThT)對(duì)含空腔DNA的選擇性識(shí)別研究
　　基于分子轉(zhuǎn)子機(jī)理，硫磺素T對(duì)含空腔的DNA特別是脫堿基位點(diǎn)(AP位點(diǎn))DNA有特異性識(shí)別。這不僅為生物傳感的研究提供了新的思路，也為SNP檢測(cè)提供了一種新的、簡(jiǎn)便的熒光增強(qiáng)方法。本文利用紫外可見(jiàn)吸收光譜，熒光穩(wěn)態(tài)，DNA熔點(diǎn)測(cè)定等表征方法對(duì)ThT與AP-DNA結(jié)合的特異性進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:單獨(dú)的ThT在水溶液中熒光非常弱，與AP位點(diǎn)強(qiáng)烈結(jié)合，熒光顯著增強(qiáng)。且

4、其熒光特性隨脫堿基位點(diǎn)對(duì)面堿基及側(cè)翼堿基的不同而不同。與之前的檢測(cè)方法相比，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了多色熒光增強(qiáng)型堿基識(shí)別，提供了一種識(shí)別核苷酸堿基更加簡(jiǎn)便、快速、有效的方法。
　　2.基于分子轉(zhuǎn)子熒光探針選擇性識(shí)別hybrid G-四鏈體和K+傳感研究
　　研究探針能夠?qū)-四鏈體結(jié)構(gòu)的DNA的特異性識(shí)別而不受DNA自然結(jié)構(gòu)影響仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。常用的大環(huán)熒光團(tuán)不能夠滿足這個(gè)要求。因此，我們證明了硫磺素T(ThT)能夠作為一種

5、新穎的熒光探針來(lái)選擇性的識(shí)別G-四鏈體特別是hybrid構(gòu)型的。本文采用了紫外可見(jiàn)吸收光譜，熒光光譜，和Tm實(shí)驗(yàn)來(lái)證明這種結(jié)合的特異性。熒光增強(qiáng)是由于ThT結(jié)合G-四鏈體引起的BZT環(huán)和DMAB部分繞單的C-C鍵的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)受到限制而引起的。在熒光增強(qiáng)上的分子轉(zhuǎn)子機(jī)理用非轉(zhuǎn)子的ThT類似物證明了?；谶@些性質(zhì)，設(shè)計(jì)了一個(gè)選擇性的、免標(biāo)記的熒光K+傳感器。在100mM Na+存在下能夠檢測(cè)出1mM的K+。我們相信ThT在識(shí)別hybrid型G

6、-四鏈體和基于G-四鏈體的生物傳感上還有很多潛在的應(yīng)用
　　3.基于分子轉(zhuǎn)子的DNA傳感對(duì)Hg2+的特異性檢測(cè)
　　我們?cè)O(shè)計(jì)了一種免標(biāo)記、簡(jiǎn)便、敏感度高、選擇性好的一種熒光DNA生物傳感器來(lái)檢測(cè)Hg2+。選擇的是一個(gè)特殊序列的寡核苷酸Tel22(5'-AGGGTTAGGGTT AGGGTTAGGG-3')，在K+存在下能夠形成特定構(gòu)型的G-四鏈體。在無(wú)Hg2+存在時(shí)，ThT與Tel22結(jié)合有高的熒光，但當(dāng)有Hg2+存在時(shí)，H