【摘 要】
:
基因点突变是导致各类致病菌变异的根本原因之一。开发高性能点突变识别技术对深入认识致病菌遗传特性、开发高效低毒靶向药物和保护人类身心健康具有重要意义。到目前为止,
论文部分内容阅读
基因点突变是导致各类致病菌变异的根本原因之一。开发高性能点突变识别技术对深入认识致病菌遗传特性、开发高效低毒靶向药物和保护人类身心健康具有重要意义。到目前为止,在所发展的各类识别技术中,传统方法普遍存在操作繁琐费时、仪器价格昂贵和识别能力差等缺点,实际应用价值很小;新兴的检测方法中,电化学DNA(E-DNA)生物传感器展示出构建成本低廉、操作简单快速、灵敏度高、选择性好和抗污染能力强等优点,既易于微型化,又便于实现在线监测,与其他技术相比,更具有实际应用前景,极具研究开发价值。本论文以开发点突变识别能力强且灵敏度高的检测方法为目标,利用电活性指示剂标记探针和分子信标技术,通过捕获探针和信号探针的组合变化,构建了两类新型E-DNA传感器并将其用于大肠杆菌基因点突变识别检测,具体工作如下:一、基于竞争替换杂交诱导构型变化的思路构建了一类信号增益型传感器。该传感器由直线型捕获探针和茎环型信号探针杂交形成双链结构,将标记在信号探针上的电活性指示剂亚甲基蓝(MB)拉至电极远端,背景电流信号小;加入目标DNA后,其与捕获探针杂交形成的更稳定双链将信号探针释放,释放出的信号探针恢复茎环结构将MB拉近电极表面,检测电流信号增强,其电流信号变化与目标DNA浓度成正比。实验优化了探针比例、混合探针浓度、杂交温度、工作介质离子强度、pH值、支持碱基链和封闭支持溶剂链长度影响传感器构建的7个主要参数,采用电化学交流伏安和循环伏安技术对传感器进行了表征,从多个方面对传感器性能进行了评价。该传感器用于目标DNA检测,线性范围为10-12~10-9 M,检测限为1 pM;用于单和两个点突变识别分析,其在纯工作介质和50%小牛血清中的识别因子分别为 2.0±0.2、5.3±0.4 和 1.6±0.1 和 2.9±0.3;二、基于上一个传感器的内在特点和研究结果,重新优化了结构,目的是进一步提高检测灵敏度和点突变识别能力。该传感器采用捕获探针-目标DNA-信号探针(CP-T-SP)工作模式,构建简单,由一条嫁接于金电极表面的捕获探针和一条游离于工作介质中的信号探针组成,信号探针游离使电活性MB远离电极表面,与前一个传感器相比,背景电流信号极剧减小;加入目标DNA后,其两部分分别与捕获探针和信号探针杂交形成“夹心桥梁型”双链结构,将MB拉近电极表面,检测电流信号增强,其变化与目标DNA浓度成正比。实验优化了捕获探针浓度、信号探针浓度、杂交温度、工作介质离子强度和pH值影响传感器构建的5个主要参数,采用电化学交流伏安和循环伏安技术对传感器进行了表征,从多个方面对传感器性能进行了评价。该传感器用于实际目标大肠杆菌Lac Z基因序列检测,线性范围为10-13~10-10 M,检测限低至~30 fM;用于7个不同位置的单和多个点突变识别分析,其在纯工作介质和自来水、纯净水、牛奶、啤酒以及花生牛奶饮料5个不同实际体系中的识别因子分别介于7.6±0.8~95.0±14、7.9±0.6~106.0±16、8.0±0.6~107.6±16、7.9±0.5~116.6±18、8.1±0.8~108.0±18和8.0±0.6~124.1±20之间,并在实际复杂体系中展示出优良的工作性能。
其他文献
医学影像科学和人工智能在其各自领域内飞速发展,使得越来越多的国家将其上升为国家战略,以此来推动产品革命和社会革命。医学影像数据量大,专业的解读往往需要花费专家大量
真核细胞中,物质在细胞内各细胞器之间的转运主要依赖于膜泡运输。膜泡运输过程主要包括囊泡的出芽、转运、拴留、锚定和膜融合。运输囊泡与靶位膜的最初接触是通过拴留过程
碳纤维增强复合材料具有较高的比刚度和比强度,而且在减振、抗疲劳、耐高温、可设计性方面也优异于传统材料,在航空航天、建筑、汽车等领域拥有着广泛的应用前景。对于复合材料结构,在服役期间会因为外界冲击荷载以及长期的疲劳荷载作用造成结构损伤。且随着损伤的积累,结构的危险程度也逐步增大。因而找到一种损伤定位的方法,可以帮助人们尽早采取措施,避免结构突然发生破坏。本文以服役中复合材料结构健康监测和检测为工程背
随着现代信息科学技术的发展,互联网用户数量的大幅持续增长,对海量数据的处理是现在对于数据研究的热点,而人工神经网络(Artificial Neural Network,ANN)在大数据的筛选处理方面起到了极为关键的作用。人工神经网络在计算机视觉、机器翻译、自动驾驶等领域已成功地解决了许多困扰人们多年的实际问题,因而人工神经网络也越来越多的被应用到自然语言处理(Natural Language Pr
我国是一个严重缺水的国家,干旱是我国面临的主要自然灾害。近年来,随着气候变化、经济发展以及人口膨胀,水资源短缺现象日趋严重,愈发频繁和严重的旱灾已成为我国社会发展、农业生产以及居民生活的掣肘,严重威胁着人类的生活实践。云南地区地处云贵高原,受高原季风的影响,降水变化率大,极易造成地表干旱。近年来,频繁的旱灾严重制约了当地的社会经济的发展情况,并对居民的生活质量和农业发展水平产生负面影响。因此,研究
随着科学技术的迅猛发展,全社会正面临着大数据、云计算、人工智能、区块链等新技术的冲击,税务稽查工作面临着前所未有的压力与挑战。国家税务总局针对稽查工作开发设计了金税三期稽查子系统、协查信息管理系统、税务稽查统计报表采集分析系统等一系列案件信息管理系统,为全国税务稽查工作创造了统一的数据管理平台。J市税务局稽查局在总局、省局规范的信息化平台框架内,结合本地区经济特点,独立开发设计了电子查账辅助系统,
交通标志检测与识别已成为自动驾驶和高级驾驶辅助系统(Advanced Driving Assistance System,ADAS)中的关键技术,该技术可分为交通标志检测和交通标志识别。尽管这项技术已经研究多年,但目前仍然面临诸多挑战。对此,本文对基于深度学习的交通标志检测与识别方法进行深入研究,设计了一个“检测+定位优化+分类”的网络结构,并通过实验验证其有效性。本文具体工作如下:(1)针对交通
目前我国各种染料产量已经达到90万吨,染料产量已占全球70%以上,染料废水已经成为污染环境的重点污染源之一,染料污水的处理与净化也越来越受重视,已经成为中国乃至世界的研究热点。现如今,染料污水的净化有多种方法,在各种净化染料污水的方法中,以半导体纳米材料作为催化剂的光催化净化染料污水的技术发展迅速,这些纳米材料大多是n型半导体化合物,如TiO2、ZnO、CdS、ZnS、MoO3、WO3等,在这些n
北祁连造山带位于华北克拉通西部的阿拉善地块与中祁连—柴达木泛地块之间,是我国最具特色的大陆造山带之一。本次研究对象红土沟-川刺沟金矿床(简称红-川金矿)位于北祁连造
金属-有机配位聚合物(MOFs)具有优良的表面性质、多样性的结构而引起科研工作者们极大的兴趣,这些优良的性能使其在催化、气体存储、选择性吸附/分离、非线性器件、传感器、