核酸壓電生物傳感檢測研究.pdf

1、核酸是生物遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)，與生物的生長、繁殖、發(fā)育、遺傳和變異的關(guān)系極為密切，識(shí)別核酸序列可以確定生物體的種類，它對(duì)疾病預(yù)防和診斷有重要意義。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，對(duì)核酸序列的分析技術(shù)也不斷發(fā)展，其中核酸的壓電傳感檢測法是一種把高靈敏的壓電質(zhì)量傳感與特異的生化反應(yīng)結(jié)合在一起的新型核酸檢測方法，該方法具有檢測速度快、靈敏度高、操作簡單、無需標(biāo)記和可以進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測等特點(diǎn)。本文研究了壓電傳感器的基本理論，開展了壓電生物傳感器自動(dòng)分析方法研究，構(gòu)

2、建了壓電實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)。
　　我們制備核酸納米探針，將其作為一種信號(hào)放大工具應(yīng)用于核酸壓電檢測法中，對(duì)整個(gè)過程進(jìn)行深入、系統(tǒng)的研究，以期望尋找一種高效的檢測核酸的方法。采用同類雜交技術(shù)，使靶序列的兩端與分別用巰基修飾的探針和用納米粒子修飾的探針雜交生成納米粒子生物配合體，用自動(dòng)分析儀監(jiān)測納米粒子生物配合體(nanoparticle-bioconjugate)在壓電生物傳感器上吸附造成的響應(yīng)，構(gòu)建了重現(xiàn)性好、靈敏度高的核酸分析平臺(tái)。該

3、技術(shù)思路有以下優(yōu)勢：（1）靶序列能夠在5分鐘內(nèi)被過量探針捕獲，納米粒子生物配合體在金電極上的吸附在幾分鐘達(dá)到平衡，檢測速度比常規(guī)方法快；（2）控制納米粒子的粒徑可以進(jìn)一步放大質(zhì)量并降低檢測限；（3）流動(dòng)進(jìn)樣系統(tǒng)排除人為操作誤差，并提高重現(xiàn)性。
　　文中還建立有鏈離解和鏈取代兩種機(jī)理構(gòu)成的芯片表面DNA鏈置換動(dòng)力學(xué)模型，介紹了一種利用QCM手段結(jié)合納米探針技術(shù)研究石英晶體微天平(QCM)芯片表面 DNA鏈置換動(dòng)力學(xué)的方法。首先，在芯

4、片表面雜交形成有長度差異的DNA雙鏈，其中長鏈以Au-S鍵連接于芯片表面，短鏈用納米金標(biāo)記。當(dāng)加入與金片表面長鏈完全互補(bǔ)的靶鏈后，納米金標(biāo)記的短鏈被取代，實(shí)時(shí)記錄QCM頻率變化。結(jié)果表明置換速度與雙鏈探針長度差異有關(guān)，并且與靶鏈濃度成線性關(guān)系，驗(yàn)證了上述置換動(dòng)力學(xué)模型。此項(xiàng)研究為雙鏈DNA探針芯片技術(shù)在DNA檢測中的應(yīng)用提供動(dòng)力學(xué)依據(jù)。
　　論文最后討論了壓電生物傳感方法在核酸檢測上的存在問題及應(yīng)用前景，并展望了壓電生物芯片與納米