【摘要】：多胺、核苷酸和硫醇等生物小分子在生物體液中的含量與人類健康息息相關(guān),這些小分子常作為診斷疾病、監(jiān)測生物體生命活動的標(biāo)志物,同時(shí)在維持生物體內(nèi)的新陳代謝、組織修復(fù)、能量供應(yīng)及信息傳遞等方面起著重要的作用。由于不同的小分子與不同的疾病相關(guān)聯(lián),所以對于同類小分子的選擇性檢測及區(qū)分顯得尤為重要。但是,由于同類生物小分子之間的結(jié)構(gòu)十分相似,使得對它們進(jìn)行高選擇性的檢測及簡單、準(zhǔn)確的區(qū)分還存在一定的挑戰(zhàn)。因此,本文針對生物體液中同類小分子的選擇性檢測及區(qū)分開展了以下三個(gè)方面的研究:1、基于金納米棒(AuNRs)與四(4-磺酸苯基)卟啉(TPPS_4)之間的表面能量轉(zhuǎn)移(NSET)實(shí)現(xiàn)了尿液中精胺的選擇性檢測。AuNRs,作為一種新型的一維納米材料,具有優(yōu)良的光學(xué)性質(zhì),其吸收根據(jù)縱橫比的變化在可見到近紅外連續(xù)可調(diào),并且其溶液顏色也隨之呈現(xiàn)出豐富的變化。這一優(yōu)點(diǎn)使其在化學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在本研究中,基于帶正電的AuNRs和帶負(fù)電的TPPS_4之間的NSET,建立了一種高選擇性地檢測人尿液中精胺的方法。在酸性條件下,多陽離子精胺通過靜電作用力和溝槽結(jié)合力對小牛胸腺DNA(ctDNA)的陰離子磷酸骨架具有強(qiáng)親和力,使得AuNRs和TPPS_4之間通過靜電作用力靠近而發(fā)生能量轉(zhuǎn)移,導(dǎo)致TPPS_4的熒光猝滅。此外,猝滅的熒光強(qiáng)度值與精胺的濃度成正比,可在0.5-7.5μM的濃度范圍內(nèi)監(jiān)測人尿中的精胺。該方法簡單、靈敏、省時(shí),對癌癥早期診斷具有重要意義。2、基于AuNRs的腐蝕和主成分分析(PCA)對尿液中核苷酸類生物小分子進(jìn)行區(qū)分。PCA,作為一種數(shù)據(jù)分析方法,其可以通過降維處理使分析的問題變得簡單。本文將四種不同徑向比的AuNRs作為區(qū)分陣列,同時(shí)結(jié)合PCA,建立了一種可視化區(qū)分十二種核糖核苷酸的方法。由于芬頓反應(yīng)產(chǎn)生的羥基自由基對AuNRs進(jìn)行腐蝕后,可使AuNRs的形狀由棒狀變成球形,同時(shí)其溶液顏色也會發(fā)生一系列的改變,而Fe~(2+)在芬頓反應(yīng)中起著重要作用,當(dāng)Fe~(2+)與核苷酸中的磷酸基團(tuán)和堿基配位后,抑制了芬頓反應(yīng)的發(fā)生,使其對AuNRs的腐蝕能力變?nèi)趸蛘呦�。而不同的核苷酸由于結(jié)構(gòu)的差異,與Fe~(2+)的配位能力不同,導(dǎo)致AuNRs被腐蝕的程度存在一定差距。從而達(dá)到可視化區(qū)分十二種核糖核苷酸的目的。同時(shí)該方法還能在復(fù)雜的生物樣品(人體尿液)中對核糖核苷酸進(jìn)行區(qū)分。3、基于AuNRs的腐蝕和PCA對尿液中硫醇小分子進(jìn)行檢測及區(qū)分。在本工作中,建立了一種檢測及區(qū)分硫醇小分子的傳感陣列,該陣列由AuNRs和四種金屬離子(Hg~(2+)、Pb~(2+)、Cu~(2+)、Ag~+)構(gòu)成。芬頓反應(yīng)的發(fā)生導(dǎo)致AuNRs被腐蝕,使AuNRs的形狀由棒狀變成球形,同時(shí)其溶液顏色也會隨之改變。然而,生物硫醇可通過Au-S鍵與AuNRs共價(jià)結(jié)合來抑制芬頓反應(yīng)對AuNRs的腐蝕,達(dá)到檢測硫醇的目的。有趣的是,該過程可受到與生物硫醇具有高親和力的不同金屬離子的干擾,從而阻礙硫醇與AuNRs的結(jié)合,導(dǎo)致AuNRs被腐蝕。生物硫醇和金屬離子之間親和力的差異使得傳感陣列表現(xiàn)出與指紋相似的特征,因此可用于區(qū)分不同的硫醇。該策略結(jié)合了PCA和傳感陣列,實(shí)現(xiàn)了對硫醇快速、準(zhǔn)確的檢測及區(qū)分。此外,該方法還可用于區(qū)分人尿樣中的硫醇小分子。總之,本論文以AuNRs為光學(xué)探針,基于AuNRs的表面能量轉(zhuǎn)移和腐蝕,結(jié)合PCA,建立了簡單、快速的檢測分析方法,實(shí)現(xiàn)了選擇性地檢測及區(qū)分尿液中不同的生物小分子。
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：O614.123;TB383.1;R446.12
【圖文】：

西南大學(xué)碩士學(xué)位論文熒光染料、量子點(diǎn)、碳納米材料及貴金屬納米簇等。Tu 等的靜電作用，構(gòu)建了一個(gè)核殼結(jié)構(gòu)的自組裝平臺(圖 1.1)尿液中精胺的高選擇性檢測[24]。Chen 課題組選擇香豆素作素上修飾猝滅分子，香豆素與猝滅分子之間發(fā)生光誘導(dǎo)素的熒光猝滅。當(dāng)加入 GSH 后，由于猝滅劑分子中的硝SH 之間發(fā)生特定的邁克爾加成反應(yīng)，阻止了 PET 過程的復(fù)，該方法實(shí)現(xiàn)了癌細(xì)胞中的 GSH 成像檢測[25]。Li 等M 之間的 PET 構(gòu)建了一個(gè)熒光開關(guān)，通過在 DNA 上修CeO2納米粒子之間的強(qiáng)親和力，DNA 吸附到納米粒子上發(fā)生能量轉(zhuǎn)移，熒光猝滅。但是當(dāng)存在 ATP 后，由于其高的親和力，使修飾了 FAM 的 DNA 從納米粒子上脫落而達(dá)到檢測血液及尿液中 ATP 含量的目的[26]。

過這個(gè)信號差異，建立了區(qū)分細(xì)胞內(nèi)的Cys/Hcy和GSH的方法[27]。如圖1.2所示，Sun 等人利用碳點(diǎn)與不同金屬離子親和力的差異，設(shè)計(jì)了三個(gè)陣列。當(dāng)金屬離子與碳點(diǎn)作用后，碳點(diǎn)聚集導(dǎo)致其熒光猝滅，而加入不同的核苷酸或磷酸根離子后，核苷酸或磷酸根離子與金屬離子絡(luò)合，阻止了碳點(diǎn)的聚集導(dǎo)致其熒光恢復(fù)。利用區(qū)分對象與不同陣列之間作用的差異，結(jié)合 PCA 和 HCA 兩種數(shù)據(jù)處理方法，實(shí)

圖 1.3 基于 Ag+-TMB 體系檢測 GSH[28]Fig. 1.3 the Ag+-TMB system for the detection of GSH[28]4 pH 調(diào)節(jié)的 TPPS / Ln-UCNPs 雙模光學(xué)傳感陣列以區(qū)分磷酸鹽化. 1.4 A pH-regulated TPPS/Ln-UCNPs dual-mode optical sensor arradistinguishiment of phosphate compounds[30]法

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 李春娟;芬頓法和類芬頓法對水中污染物的去除研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

本文編號：2779963