水環(huán)境是地球生物圈的重要組成部分,與生命生存與繁衍息息相關(guān)。當前,水環(huán)境面臨復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)性問題和嚴峻污染問題。如水產(chǎn)養(yǎng)殖中的病原菌（如嗜水氣單胞菌和遲緩愛德華氏菌）泛濫不僅造成巨大的經(jīng)濟損失,而且危害食用魚類健康并間接影響人體健康。此外,人類活動產(chǎn)生的有毒金屬離子排放,不僅對生態(tài)環(huán)境造成了難以修復(fù)的影響,而且對人體也造成嚴重危害。但是,針對它們的現(xiàn)有分析方法存在耗時、成本高昂、靈敏度低、功能單一、不能區(qū)分價態(tài)、難以實現(xiàn)范圍可調(diào)檢測等問題。本論文基于氧化石墨烯（GO）納米片和羥基氧化鈷（CoOOH）納米片等二維納米材料為平臺,利用其優(yōu)異的熒光猝滅能力和對不同構(gòu)型DNA結(jié)合能力的差異,聯(lián)合標記熒光染料的DNA探針（如適配體和堿基序列可變的DNA等）的分子識別、序列可變與信息編碼能力,構(gòu)建了DNA熒光傳感系統(tǒng),用于魚類病原菌的高靈敏檢測和金屬離子的價態(tài)區(qū)分與動態(tài)可調(diào)分析,并實現(xiàn)了魚類病原菌感染鯽魚后的活體成像診斷。此外,因分子級系統(tǒng)具有自下而上自組裝能力,近年來利用分子執(zhí)行邏輯計算與信息處理的研究方興未艾。為拓展分子信息處理系統(tǒng)的應(yīng)用范圍,我們還將上述分子系統(tǒng)用于邏輯計算和信息隱藏與... 

【文章來源】：湖南師范大學湖南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

基于納米材料結(jié)合識別元件制備納米探針檢測和感知細菌的示意圖

圖 1-2 SELEX 技術(shù)原理圖。Fig. 1-2 Scheme of SELEX technology.1.4.3 適配體在構(gòu)建生物傳感器方面的應(yīng)用基于上述適配體的諸多優(yōu)良特性，使其在構(gòu)建生物傳感器進行生物檢測方面具有廣泛應(yīng)用[108, 109]。其中基于熒光分析的方法具有高靈敏度和選擇性，是生化分析中最常使用的檢測方法之一。構(gòu)建基于熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)原理的適配體熒光傳感器是近年來研究的熱點之一[110]。Jhaveri[111]等設(shè)計了兩種熒光基團標記的適配體用于檢測 ATP。作者在 DNA適配體的鳥嘌呤 G7堿基和 G8之間修飾熒光素，或用吖啶熒光團修飾 RNA 適配體中的腺嘌呤 A13。當加入 ATP 時，適配體熒光強度隨著 ATP 濃度的增加而升高，并且可以用于定量分析。Wang 課題組[112, 113]使用適配體功能化的磁納米顆粒結(jié)合雙色上轉(zhuǎn)換熒光檢測系統(tǒng)實現(xiàn)了鼠傷寒沙門氏菌(Salmonella typhimurium)和金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的同時檢測，該方法對這兩種菌的檢測

圖 1-3 基本邏輯運算的邏輯符號及真值表[130]。Fig. 1-3 Logical symbols and true values of the basic logic operations[130].DNA 作為生物體主要的遺傳物質(zhì)，對生物體的繁衍起著至關(guān)重要的 分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)以及其堿基互補配對原則為構(gòu)建 DNA 分子邏輯要的理論依據(jù)[131]。DNA 分子邏輯門是運用計算機邏輯門的原理，在的基礎(chǔ)上進行設(shè)計和編碼，把 DNA 分子作為生化材料，依據(jù)相應(yīng)的行邏輯門的運算[132]。其輸入與輸出對象是在分子或超分子水平上實兩個以上的復(fù)雜操作，輸出信號就是操作所得到相應(yīng)的邏輯信號，而用于“1”和“0”二進制布爾邏輯運算，從而實現(xiàn) DNA 分子水平上的數(shù)學來已有一些科學家利用 DNA 邏輯門構(gòu)建了諸如復(fù)雜布爾邏輯電路[124系統(tǒng)[133, 134]、模糊邏輯系統(tǒng)[135]和可逆邏輯門[136]等系統(tǒng)，并將其用于傳感[137]、智能分子搜索[138]和藥物靶向遞送[139, 140]等領(lǐng)域，如圖 1-4 所一些基于分子邏輯門在分子檢測及成像方面的應(yīng)用。

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]基于多肽與金屬離子作用的一種高選擇性Cd2+熒光比率傳感器[J]. 王召璐,馮慧云,李艷,許濤,薛澤春,李連之.  無機化學學報. 2015(10)
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博士論文
[1]仿生構(gòu)建生物邏輯系統(tǒng)和生物傳感平臺的研究[D]. 李永.湖南大學 2016
[2]基于微流控芯片的免疫傳感器和蛋白質(zhì)組學研究[D]. 王慧香.復(fù)旦大學 2011

碩士論文
[1]基于電化學檢測的DNA分子邏輯門及邏輯運算器的構(gòu)建[D]. 張笛.寧夏大學 2017
[2]嗜水氣單胞菌和遲緩愛德華菌適體的SELEX篩選[D]. 王雷.集美大學 2012



本文編號：2966170