基于纳米粒子及核酸内切酶的DNA生物传感器及逻辑门的研究
发布时间：2023-05-14 19:06
DNA的一个重要特性是DNA链可以通过碱基互补配对作用形成杂合的双链双螺旋结构,而且配对具有高度的特异性。这种特异性作用是DNA可用于构建生物传感器及逻辑门的基础之一。本文基于二氧化铈纳米粒子能够增强鲁米诺-过氧化氢体系的化学发光原理,构建DNA生物传感器,用于检测血清中的蛋白质凝血酶;金属离子Hg2+与Ag+分别可以结合DNA链中的两个T碱基与C碱基而形成稳定的T-Hg2+-T碱基对与C-Ag+-C碱基对,从而诱导DNA发生变构现象,构建DNA逻辑门;进一步利用核酸内切酶对特定位点的限制性内切原理,将核酸内切酶参与的循环放大与DNA逻辑门相结合,提高了DNA逻辑门的灵敏度。本论文共分为五章: 第一章,概述了DNA生物传感器的组成与分类、典型几种纳米粒子的应用前景、核酸内切酶的简介及作用并简单介绍了DNA逻辑门。 第二章,研究了以磁珠为基体,并利用了金纳米粒子信号放大技术和二氧化铈纳米粒子对鲁米诺-过氧化氢化学发光体系的增强作用。首先合成实验所需的二氧化铈纳米粒子,其次是利用纳米金放大技术,结构上从...
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 前言
1.1 DNA 生物传感器的研究
1.1.1 DNA 生物传感器的设计原理
1.1.2 DNA 生物传感器的分类
1.1.2.1 电化学DNA 传感器
1.1.2.2 光学DNA 传感器
1.2 纳米粒子简介
1.2.1 纳米粒子的性质
1.2.2 二氧化铈纳米粒子
1.2.3 纳米金粒子
1.3 核酸内切酶
1.3.1 限制性核酸内切酶的简介
1.3.2 限制性核酸内切酶的作用
1.3.3 酶切分析应用
1.4 化学发光分析(CL)
1.4.1 化学发光分析的基本原理
1.4.2 化学发光分析的常见体系
1.5 应用逻辑门检测金属离子
1.5.1 DNA 逻辑门
1.5.2 金属离子的检测
1.6 电致化学发光(ECL)
1.6.1 电致化学发光分析的特点
1.6.2 ECL 的发光物质—联吡啶钌
1.6.2.1 联吡啶钌配合物标记DNA
1.6.2.2 联吡啶钌发光的猝灭剂—二茂铁及衍生物
1.7 荧光分析法(FL)
1.8 课题立项依据及研究内容
第二章 基于二氧化铈纳米粒子增强化学发光检测凝血酶的研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 仪器与试剂
2.2.2 实验方法
2.2.2.1 金纳米粒子的制备
2.2.2.2 纳米金粒子透射电镜表征
2.2.2.3 二氧化铈纳米粒子的制备
2.2.2.4 磁珠的洗涤与适体DNA 的修饰
2.2.2.5 生物条形码的制备
2.2.2.6 适体DNA 与生物条形码的杂交与凝血酶的化学发光检测
2.2.2.7 血清样品的检测
2.3 结果与讨论
2.3.1 实验原理
2.3.2 二氧化铈纳米粒子增强化学发光的机理研究
2.3.3 二氧化铈纳米粒子与金纳米粒子的透射电镜与紫外吸收表征
2.3.4 反应条件对化学发光的影响
2.3.5 不同进样方式对化学发光强度的影响
2.3.6 二氧化铈纳米粒子对发光强度的影响
2.3.7 凝血酶检测的线性范围
2.3.8 纳米金粒子的放大作用
2.3.9 传感器的选择性
2.3.10 对血清的检测
2.4 小结
第三章 Hg2+与 Ag+的多组分传感分析: 新型电致化学发光逻辑门的研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 仪器与试剂
3.2.2 实验方法
3.2.2.1 Ru(bpy)2(dcbpy)NHS 的制备
3.2.2.2 Ru(bpy)2(dcbpy)-ssDNA 的制备
3.2.2.3 二茂铁甲酸标记ssDNA
3.2.2.4 金电极的预处理
3.2.2.5 电致化学检测
3.3 结果与讨论
3.3.1 逻辑门的实验原理
3.3.2 DNA 与联吡啶钌的紫外表征
3.3.3 金属离子浓度对实验结果的影响
3.3.4 金电极DNA 负载量的研究
3.3.5 电致化学发光(ECL)实验最佳实验条件的优化
3.3.6 DNA 逻辑门的重复再生性
3.3.7 逻辑门的选择性-其他金属离子对结果的影响
3.3.8 OR gate 在河水检测中的应用
3.4 小结
第四章 基于核酸内切酶的 DNA 传感分析及 DNA 逻辑门的研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 仪器与试剂
4.2.2 实验方法
4.2.2.1 发卡DNAS1 与S2 的杂交
4.2.2.2 聚丙烯酰胺凝胶电泳
4.3 结果与讨论
4.3.1 实验原理
4.3.2 空白实验与酶的循环放大
4.3.3 电极上DNA 负载量对ECL 的影响
4.3.4 反应条件的优化
4.3.5 酶存在下的循环放大
4.3.6 聚丙烯酰胺凝胶电泳(Polyacrylamide gel electrophoresis, PAGE)
4.4 小结
第五章 结论
参考文献
致谢
附录:攻读硕士学位期间已发表和待发表的学术论文目录
本文编号：3817586
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 前言
1.1 DNA 生物传感器的研究
1.1.1 DNA 生物传感器的设计原理
1.1.2 DNA 生物传感器的分类
1.1.2.1 电化学DNA 传感器
1.1.2.2 光学DNA 传感器
1.2 纳米粒子简介
1.2.1 纳米粒子的性质
1.2.2 二氧化铈纳米粒子
1.2.3 纳米金粒子
1.3 核酸内切酶
1.3.1 限制性核酸内切酶的简介
1.3.2 限制性核酸内切酶的作用
1.3.3 酶切分析应用
1.4 化学发光分析(CL)
1.4.1 化学发光分析的基本原理
1.4.2 化学发光分析的常见体系
1.5 应用逻辑门检测金属离子
1.5.1 DNA 逻辑门
1.5.2 金属离子的检测
1.6 电致化学发光(ECL)
1.6.1 电致化学发光分析的特点
1.6.2 ECL 的发光物质—联吡啶钌
1.6.2.1 联吡啶钌配合物标记DNA
1.6.2.2 联吡啶钌发光的猝灭剂—二茂铁及衍生物
1.7 荧光分析法(FL)
1.8 课题立项依据及研究内容
第二章 基于二氧化铈纳米粒子增强化学发光检测凝血酶的研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 仪器与试剂
2.2.2 实验方法
2.2.2.1 金纳米粒子的制备
2.2.2.2 纳米金粒子透射电镜表征
2.2.2.3 二氧化铈纳米粒子的制备
2.2.2.4 磁珠的洗涤与适体DNA 的修饰
2.2.2.5 生物条形码的制备
2.2.2.6 适体DNA 与生物条形码的杂交与凝血酶的化学发光检测
2.2.2.7 血清样品的检测
2.3 结果与讨论
2.3.1 实验原理
2.3.2 二氧化铈纳米粒子增强化学发光的机理研究
2.3.3 二氧化铈纳米粒子与金纳米粒子的透射电镜与紫外吸收表征
2.3.4 反应条件对化学发光的影响
2.3.5 不同进样方式对化学发光强度的影响
2.3.6 二氧化铈纳米粒子对发光强度的影响
2.3.7 凝血酶检测的线性范围
2.3.8 纳米金粒子的放大作用
2.3.9 传感器的选择性
2.3.10 对血清的检测
2.4 小结
第三章 Hg2+与 Ag+的多组分传感分析: 新型电致化学发光逻辑门的研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 仪器与试剂
3.2.2 实验方法
3.2.2.1 Ru(bpy)2(dcbpy)NHS 的制备
3.2.2.2 Ru(bpy)2(dcbpy)-ssDNA 的制备
3.2.2.3 二茂铁甲酸标记ssDNA
3.2.2.4 金电极的预处理
3.2.2.5 电致化学检测
3.3 结果与讨论
3.3.1 逻辑门的实验原理
3.3.2 DNA 与联吡啶钌的紫外表征
3.3.3 金属离子浓度对实验结果的影响
3.3.4 金电极DNA 负载量的研究
3.3.5 电致化学发光(ECL)实验最佳实验条件的优化
3.3.6 DNA 逻辑门的重复再生性
3.3.7 逻辑门的选择性-其他金属离子对结果的影响
3.3.8 OR gate 在河水检测中的应用
3.4 小结
第四章 基于核酸内切酶的 DNA 传感分析及 DNA 逻辑门的研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 仪器与试剂
4.2.2 实验方法
4.2.2.1 发卡DNAS1 与S2 的杂交
4.2.2.2 聚丙烯酰胺凝胶电泳
4.3 结果与讨论
4.3.1 实验原理
4.3.2 空白实验与酶的循环放大
4.3.3 电极上DNA 负载量对ECL 的影响
4.3.4 反应条件的优化
4.3.5 酶存在下的循环放大
4.3.6 聚丙烯酰胺凝胶电泳(Polyacrylamide gel electrophoresis, PAGE)
4.4 小结
第五章 结论
参考文献
致谢
附录:攻读硕士学位期间已发表和待发表的学术论文目录
本文编号：3817586
本文链接：https://www.wllwen.com/shekelunwen/ljx/3817586.html