本文關(guān)鍵詞：基于共振光散射和熒光技術(shù)構(gòu)建納米傳感器的研究

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【摘要】：凝血酶是一種絲氨酸蛋白酶,在凝血系統(tǒng)中具有促凝和抗凝雙重功能。凝血酶由凝血酶原活化生成,并催化可溶的纖維蛋白原生成鏈狀的不可溶的纖維蛋白,從而促進(jìn)凝血,同時(shí)在炎癥調(diào)節(jié)、血管生成、組織修復(fù)和腫瘤生物學(xué)中發(fā)揮著重要作用,可以作為相關(guān)疾病診斷的生物標(biāo)識(shí)物。凝血酶是凝血機(jī)制的重要衡量指標(biāo),也是一些疾病診斷的生物標(biāo)識(shí)物。因此,對(duì)凝血酶的檢測(cè)在臨床疾病的早期診斷、療效的監(jiān)測(cè)和評(píng)估中都具有重要意義。miRNA是一種含有22個(gè)左右堿基,具有調(diào)控作用的核苷酸,由內(nèi)源性短發(fā)夾轉(zhuǎn)錄而來(lái),一般認(rèn)為其主要功能是對(duì)mRNA以及其他RNA進(jìn)行反義調(diào)控。通常情況下,miRN A通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)與目標(biāo)mRNA結(jié)合,來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄后蛋白質(zhì)的合成。大量的研究顯示,很多疾病,如人類癌癥,心血管疾病和病毒感染都直接與miRNA的表達(dá)有關(guān)。因此,有效的定量檢測(cè)miRNA對(duì)生物醫(yī)學(xué)研究,早期臨床診斷,疾病發(fā)病機(jī)制的研究和治療干預(yù)都具有重要意義。焦磷酸根(PPi)是生命過(guò)程的基本物質(zhì),在生物系統(tǒng)中,PPi是由許多生化反應(yīng)所產(chǎn)生的,如ATP水解,DNA和RNA聚合形成的環(huán)磷酸腺苷酶腺苷酸環(huán)化酶的聚合,和酶促脂肪酸的活化形成它們的輔酶A酯。許多病理性疾病,如家族性軟骨鈣化,都與無(wú)機(jī)磷酸根離子的運(yùn)輸和調(diào)控異常有關(guān)。因此,凝血酶、miRNA、焦磷酸根早已成為最受注目的一類待測(cè)物。本論文就是利用納米材料,基于共振光散射技術(shù),檢測(cè)這些對(duì)人體健康有重要意義的物質(zhì)。本論文工作包括三個(gè)部分:1、基于共振光散射技術(shù)構(gòu)建可重復(fù)使用的凝血酶?jìng)鞲衅魑覀兲岢隽艘粋�(gè)可重復(fù)使用的、敏感的和特異的方法構(gòu)建生物傳感器來(lái)檢測(cè)人凝血酶。此生物傳感器是基于共振光散射(RLS),并利用磁性納米顆粒(MNPs)為RLS探針。磁性納米粒子表面修飾了鏈霉親和素,能與生物素標(biāo)記的凝血酶適配體結(jié)合。納米粒子-適配體復(fù)合材料能分散在水介質(zhì)中。當(dāng)凝血酶加入,在磁性納米粒子的表面會(huì)形成夾層結(jié)構(gòu),從而導(dǎo)致MNPs聚集,RLS信號(hào)增強(qiáng),并且在60 pM-6.0 nM的檢測(cè)限范圍,RLS增量和凝血酶濃度之間呈線性關(guān)系,檢測(cè)限為3.51 pM(3.29 SB/m,根據(jù)IUPAC近期推薦)。通過(guò)加熱破壞核酸適配體的G-四鏈體構(gòu)象,釋放出凝血酶,并通過(guò)施加外部磁場(chǎng)捕獲MNPs,如此適配體又會(huì)重新釋放和回收,從而可以至少重復(fù)使用6次。此外,我們也將所提出的生物傳感器成功地應(yīng)用于人類血漿中的凝血酶檢測(cè)中。2、基于磁性納米材料構(gòu)建miRNA傳感器此工作是借助共振光散射技術(shù),基于具有良好超順磁性的三氧化二鐵納米材料構(gòu)建檢測(cè)癌細(xì)胞中miRNA的生物傳感器。采用鏈霉親和素修飾的磁性納米材料為增強(qiáng)探針,利用鏈霉親和素和生物素特異性結(jié)合的原理,將與miRNA序列部分互補(bǔ)的脫氧核糖核酸鏈修飾在磁性納米顆粒上面。miRNA與傳感器上的DNA探針通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)高度特異性結(jié)合所形成穩(wěn)定的配位化合物,使得MNPs聚集產(chǎn)生更高的RLS信號(hào),從而對(duì)miRNA定量檢測(cè)。該方法的線性范圍在3 pM-300 pM之間,且選擇性好,能夠區(qū)分一個(gè)堿基錯(cuò)配的miRNA,在miRNA的早期臨床檢測(cè)和生物研究方面有重要意義。3、基于碳量子點(diǎn)熒光體系構(gòu)建焦磷酸根傳感器我們提出了一種新穎的熒光開(kāi)-關(guān)體系選擇性檢測(cè)水溶液中焦磷酸根(PPi)。由于金屬離子與碳量子點(diǎn)表面上的羧基基團(tuán)間能夠發(fā)生配位反應(yīng),所以碳量子點(diǎn)的熒光可以被一些過(guò)渡金屬離子如Cu2+、Ni2+、Mn2+和Co2+猝滅。當(dāng)將PPi加入到碳量子點(diǎn)-金屬離子體系后,碳量子點(diǎn)的熒光就會(huì)被恢復(fù)。熒光增量強(qiáng)度在1-200μM的范圍內(nèi)與PPi的濃度成正比,相應(yīng)的檢測(cè)限為0.32μM(根據(jù)推薦計(jì)算方法3.29SB/m計(jì)算)。同時(shí)我們也討論了PPi的檢測(cè)和碳量子點(diǎn)和金屬離子之間反應(yīng)的熒光猝滅的可能機(jī)制。此外,該體系已成功用于檢測(cè)人工濕地水樣中焦磷酸根的含量。
【學(xué)位授予單位】：聊城大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O657.3

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本文編號(hào)：1281583