本工作基于我們制備的高品質(zhì)法布里-珀羅(FP)光學(xué)微腔,研究了一種基于光微流激光信號的腔內(nèi)高靈敏度HRM熔解曲線檢測方法,即采用FP光學(xué)微腔作為微激光腔,嵌入式飽和染料作為增益介質(zhì),產(chǎn)生的激光信號作為檢測信號,通過溫度掃描,實現(xiàn)了對堿基錯配DNA分子的高靈敏度篩查與檢測。我們分別研究了25個堿基對、50個堿基對、99個堿基對、130個堿基對的目標(biāo)DNA及堿基錯配DNA的熔解曲線;理論及實驗結(jié)果表明,基于激光信號的HRM檢測技術(shù)具有低的熔解溫度和高的信噪比。具體工作如下:1.搭建CO_2激光加工平臺,采用激光微加工的方法在熔融石英玻璃基底上制備微凹面結(jié)構(gòu),曲面結(jié)構(gòu)的橫向尺寸控制在40-110μm,深度3-10μm。與此同時,在單晶硅片上制備平面結(jié)構(gòu),在兩種制備好的基底上鍍制高反射介質(zhì)膜。最后,采用單晶硅片的微平面鏡-二氧化硅基底的微凹面鏡,結(jié)合硅膠封裝工藝,制備封閉式的法布里-珀羅光學(xué)微腔及光微流控系統(tǒng),形成光微流控芯片,實現(xiàn)了光微流激光器件的集成。2.首先從理論上模擬了不同堿基對數(shù)的DNA分子基于熒光和激光的HRM曲線,并對結(jié)果進行了分析。隨后在實驗上,采用488 nm的脈沖激光器作為泵浦源,濃度為250μM的DNA與SYTO13染料混合液作為增益介質(zhì),結(jié)合高分辨熔解曲線技術(shù),分別研究了基于熒光和激光的HRM技術(shù),實驗結(jié)果表明,基于激光的HRM技術(shù)具有更低的熔解溫度和更高的信噪比。3.在激光HRM檢測基礎(chǔ)上,提出了一種常規(guī)HRM技術(shù)無法實現(xiàn)的新型DNA檢測方法,即保持溫度恒定,檢測信號強度隨激發(fā)光強的變化關(guān)系,提供另外一種快速、高通量DNA檢測方法。
【學(xué)位單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN24
【部分圖文】：

如圖1-1 所示。美國密歇根大學(xué)范旭東教授及其領(lǐng)導(dǎo)團隊是世界上最早將光微流激光用于生化傳感及檢測的課題組之一[7-10]。他們采用中空的玻璃毛細(xì)管（直徑 850 m）作為樣品通道和激光微腔（即基于回音壁模式的環(huán)形腔），把傳統(tǒng)的熒光信號轉(zhuǎn)化為激光信號，實驗上實現(xiàn)了對 40 個堿基對的目標(biāo) DNA 和單堿基錯配DNA 的檢測。環(huán)形微腔具有高的 Q 值，作為激光微腔時可實現(xiàn)低閾值激光產(chǎn)生[21-22]。但是，環(huán)形激光腔還有一系列不足，主要為：1.參與激光振蕩的增益介質(zhì)（檢測物質(zhì)）只分布在腔壁周圍，絕大部分待測介質(zhì)并未參加激光產(chǎn)生，造成了樣品的浪費；2.在光泵浦條件下，未參加激光振蕩的待測物質(zhì)以熒光信號輻射能量，產(chǎn)生了多余的背景光及噪聲，對待檢測激光信號形成干擾；3.不易于與溫控系統(tǒng)結(jié)合；4.不易于集成和實現(xiàn)通量檢測。我們近期工作表明[23-24]，通過鍍膜技術(shù)及幾何結(jié)構(gòu)設(shè)計，制備的法布里-珀羅（FP）微腔可達到 105的 Q 值及低的激光泵浦閾值，產(chǎn)生的激光具有沒有背景信號干擾，且易于與溫控系統(tǒng)結(jié)合，易于集成及實現(xiàn)通量檢測的優(yōu)點

太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文章 平凹型法布里-珀羅微腔的布里-珀羅型（FP）光學(xué)微腔作為光微流激一定距離的兩片平行反射鏡構(gòu)成，相應(yīng)的反反射膜[36]，F(xiàn)P 光學(xué)微腔具有制作簡單、體可以極好的兼容于微流控系統(tǒng)[37]。同時 F示，可以在同一塊反射鏡上設(shè)計制作 FP 光測量。

材料比較齊全；（4）適用于數(shù)量大、密度高 CO2激光器（Synrad Firestar vi30,激光脈沖頻率 激光器具有以下顯著優(yōu)點：（1）轉(zhuǎn)換效率高且間短，通過瞬時燒蝕就可完成加工操作；（3）率、基底材料等進行精準(zhǔn)控制，使實驗操作變的寸控制在微米級別；（4）可以在石英玻璃上燒面結(jié)構(gòu)，適用范圍廣泛。璃作為材料基底，石英玻璃具有良好的光學(xué)特性條件，利用 CO2激光器在石英玻璃表面上加工微鏡和原子力顯微鏡等儀器測量微凹面結(jié)構(gòu)的凹面的結(jié)構(gòu)參數(shù)，并進一步優(yōu)化加工條件。如下置圖。具體加工步驟如下：

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前9條

1 張小明;;生態(tài)課堂背景下質(zhì)疑和釋疑——“DNA的結(jié)構(gòu)”模型建構(gòu)探究[J];中學(xué)生物學(xué);2017年07期

2 王倩;閆雯;沈明輝;馬克君;郜莉娜;尤崇革;;熒光染料SYTO13用于高分辨熔解曲線技術(shù)SNP基因分型的評價[J];中華檢驗醫(yī)學(xué)雜志;2017年02期

3 許聯(lián)紅;王永仿;戚傳平;蔣立新;;SYBR green Ⅰ實時熒光PCR法檢測KIR基因型[J];細(xì)胞與分子免疫學(xué)雜志;2011年12期

4 陳云嬌;陳莉敏;美亮;張德著;史云濤;張漢波;;核酸染料Genefinder使用方法的比較[J];生物技術(shù);2011年05期

5 李茹;廖燦;李東至;李堅;;高分辨熔解曲線分析技術(shù)檢測中國人常見β地中海貧血基因突變[J];中國優(yōu)生與遺傳雜志;2011年07期

6 林江;錢軍;姚冬明;肖高飛;柴海彥;李云;王翠竹;紀(jì)潤璧;陳芹;許文榮;;建立PCR-高分辨熔解分析法檢測急性髓系白血病IDH1基因突變[J];中華血液學(xué)雜志;2011年07期

7 趙亮;黃巖誼;;微流控技術(shù)與芯片實驗室[J];大學(xué)化學(xué);2011年03期

8 潘秉毅;張凌云;竇碩星;王鵬業(yè);;打開DNA雙鏈的物理新方法——激光微流法[J];物理;2010年06期

9 劉生鵬;;淺述二層撓性覆銅板的進展及市場分布[J];印制電路信息;2007年05期

本文編號：2831837