基于DNA發(fā)卡結(jié)構(gòu)自組裝的光學(xué)傳感設(shè)計(jì)及其應(yīng)用.pdf

1、脫氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid，DNA)是一類重要的生物大分子，是遺傳信息的攜帶者和傳遞者。攜帶特定遺傳信息的功能DNA片段被稱為基因，它與生物體的生長、繁殖、疾病、衰老以及死亡都有密切的關(guān)系。隨著人類基因組測序工作的完成，藥物的研究和開發(fā)也進(jìn)入了基因信息時(shí)代，基因藥物成為國際藥學(xué)界的重要研究方向。因此，基因的檢測方法，尤其是擴(kuò)增檢測方法，也引起了更多研究者，包括藥物分析工作者的關(guān)注。
　　 腺苷(ad

2、enosine，AD)既是一種內(nèi)源性核苷，又是治療陣發(fā)性室上性心動過速(paroxysmal supraventricular tachycardia,PSVT)的藥物。腺苷在中樞神經(jīng)系統(tǒng)、周圍神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)中起著重要的作用。此外，腺苷也是腫瘤的潛在生物標(biāo)志物。因此，腺苷的簡單、快速、靈敏檢測具有重要的意義。
　　 DNA不僅是重要的生物大分子，也是一種新型的生物納米材料。DNA分子具有獨(dú)特的序列識別性能和精確的納米尺寸。通

3、過對序列進(jìn)行設(shè)計(jì)，DNA分子的自組裝不僅可以在納米尺寸上形成復(fù)雜的靜態(tài)結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)動態(tài)的過程，還可以實(shí)現(xiàn)信號的放大，為建立新型的恒溫、無酶的擴(kuò)增方法提供了思路。
　　 本課題設(shè)計(jì)了基于DNA發(fā)卡結(jié)構(gòu)自組裝的新型光學(xué)傳感體系，建立了新的恒溫、無酶的信號擴(kuò)增方法，不僅可以對DNA進(jìn)行無酶擴(kuò)增的檢測，還首次實(shí)現(xiàn)了對藥物小分子——腺苷的免標(biāo)記、無酶擴(kuò)增檢測。
　　 本文第一章首先概述了DNA的組成、結(jié)構(gòu)和檢測方法，尤其是DNA的擴(kuò)

4、增方法。其次，重點(diǎn)綜述了DNA作為新型生物納米材料的研究進(jìn)展以及DNA自組裝在信號擴(kuò)增中的應(yīng)用。隨后，對適體的篩選過程、特點(diǎn)以及其在生物分析方面的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)。最后，介紹了腺苷適體傳感器的研究進(jìn)展。
　　 本文第二章設(shè)計(jì)了新的DNA發(fā)卡結(jié)構(gòu)級聯(lián)自組裝體系，建立了OMP-P6(Outer Membrane Protein-P6)基因的無酶、簡單擴(kuò)增檢測方法。該方法首先根據(jù)目標(biāo)DNA的長度和序列設(shè)計(jì)兩個(gè)DNA發(fā)卡結(jié)構(gòu)，并在其中一個(gè)

5、發(fā)卡結(jié)構(gòu)的莖部末端對稱的位置上標(biāo)記上熒光基團(tuán)和淬滅劑。目標(biāo)DNA能夠觸發(fā)發(fā)卡結(jié)構(gòu)級聯(lián)自組裝，使熒光基團(tuán)和淬滅劑的距離增加，熒光淬滅效率降低，熒光增強(qiáng)。在最佳的反應(yīng)條件下，對目標(biāo)DNA進(jìn)行了檢測，線性范圍為5.0×10-9molL-1～5.0×10-8molL-1，檢測限為2.5×10-10molL-1。該方法過程簡單，特異性好。
　　 本文第三章設(shè)計(jì)了新的DNA發(fā)卡結(jié)構(gòu)催化自組裝體系，建立了一種新型的免標(biāo)記、無酶擴(kuò)增的方法，并結(jié)

6、合適體的識別作用，首次實(shí)現(xiàn)了對腺苷的免標(biāo)記、無酶擴(kuò)增的檢測。為了產(chǎn)生免標(biāo)記的熒光信號，該設(shè)計(jì)將能夠形成G-四分體結(jié)構(gòu)的DNA序列的一部分隱藏在DNA發(fā)卡結(jié)構(gòu)中。當(dāng)發(fā)卡結(jié)構(gòu)被催化自組裝后，G-四分體序列才能完全暴露，形成的G-四分體結(jié)構(gòu)能結(jié)合熒光小分子，發(fā)出強(qiáng)烈的熒光。在最優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下，對腺苷進(jìn)行了檢測，線性范圍為3.0×10-5molL-1～6.8×10-4molL-1，檢測限為6.0×10-6molL-1。該方法簡單、快速，特異性