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荧光分析方法,因其灵敏度高,操作简单,已经受到了人们广泛关注,在生物、环保、医药、石油勘探等诸多领域都有广泛的应用。这些年,人们发展了许多基于先进功能材料如共轭聚电解质,量子点,金纳米粒子,纳米簇,碳纳米点等等的荧光传感战略。相比于这些材料,小分子探针具有相对简单的化学结构,易于合成和修饰等优点。本论文中,着重研究了聚合物(聚电解质)诱导的苝衍生物探针分子的可控自组装性质,并且将此性质应用于生物分析检测,发展了简单灵敏,免标记的荧光检测新方法。其主要内容如下: 第一部分工作:基于聚电解质诱导的苝衍生物探针的非共价自组装,以及λ核酸外切酶的特异性切割作用,我们发展了一种检测碱性磷酸酶活性的新方法。首先,我们合成了一种带有负电荷的苝酰亚胺衍生物分子作为荧光探针,带有正电荷的聚电解质能够通过非共价静电相互作用力诱导探针分子集聚,探针的单体荧光被有效的猝灭,此时,如果向溶液中加入带负电荷的单链核酸DNA,它能够竞争性的与聚阳离子结合导致探针分子被释放,单体荧光恢复。在没有任何扩增的情况下,DNA的检测限达到2 pM。基于以上的实验结果,我们设计了一种高灵敏检测碱性磷酸酶ALP的方法。由于λ外切酶能够降解5-磷酸化的核酸链,一条5-磷酸化的核酸链在有ALP存在的情况下去磷酸化,再加入λ外切酶不能被降解,加入到聚阳离子和探针的混合溶液中,很强的荧光能够被检测到。反之,在没有ALP存在下,核酸链能够被λ核酸外切酶所降解,再加入到聚阳离子和探针的混合液中时,荧光不能恢复。我们的方法操作简单、成本低廉、选择性好并且灵敏度高,ALP的检测限达到0.02 mU/mL。 第二部分工作:基于聚谷氨酸钠(聚阴离子)诱导的苝衍生物探针的非共价自组装,我们发展了一种免标记的检测蛋白酶活性的新方法。带有负电荷的聚谷氨酸钠多肽能够诱导带有负电荷的苝衍生物探针集聚,荧光猝灭,当加入能够切割此多肽链的蛋白酶时,多肽链能够被切割,导致探针分子的荧光恢复。方法操作简单,灵敏度高,并且能用于蛋白酶抑制剂的筛选。 第三部分工作:我们利用苝探针分子单体与缔合物荧光之间的转换,构建了一种免标记的、灵敏的荧光检测的新方法。带有负电荷的苝酰亚胺衍生物被用作荧光探针,它在水溶液中有较强的单体荧光,当加入带有正电荷的聚合物时,由于正负电荷的相互作用,导致探针分子集聚,单体荧光被淬灭,激基缔合物荧光出现。此时,如果再向溶液中加入带有负电荷的单链DNA,由于DNA竞争性的与聚合物结合削弱了探针分子与聚合物之间的相互作用,探针分子被释放,单体荧光恢复,出现了缔合物与单体荧光之间的转换。基于这个原理我们实现对甲基化酶的检测。3-OH被去除的双链DNA不能被末端脱氧核糖核酸转移酶(TdT)加尾,但当溶液中加入甲基化酶和相应的核酸内切酶后,DNA被甲基化,后被切成几条单链片段,产生了大量的带有3-OH的DNA片段,它们能够被TdT加尾延长,被加长后的核酸链能够竞争性的与带有正电荷的聚合物结合,导致探针分子被释放,单体荧光恢复,激基缔合物荧光下降,从而出现了单体与缔合物荧光信号的转换。基于以上原理,我们构建了一种简单、灵敏、廉价的甲基化酶检测的新方法。