基于DNAzyme,MOF,银纳米簇构建的DNA荧光生物传感器研究

来源 :湘潭大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wang____jiang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
荧光生物传感器的构建关键在于荧光探针的设计。DNAzyme作为一种核酸酶,非蛋白酶,对反应条件(如温度,pH)要求不苛刻,具有高特异性识别及剪切效果,且不容易引起机体的免疫反应,非常适合于生物传感的构建用于体内或体外生物分子的分析检测。G-三联体是G-四联体折叠过程中形成的中间体,它具备G-四联体相似的化学性质,且相比G-四联体更容易设计,与Th T结合后在一定激发下能发射强荧光,更适合于荧光探针的设计。而Exo III作为一种常用的蛋白酶,更是广泛被应用与生物分析领域,它能特异性识别双链DNA 3’平末端,并逐步水解单个核苷酸的磷酸二酯键,其主要作用一般是作为信号放大及特异性识别的一种策略。MOF作为一种多孔的金属纳米材料,通过金属离子与有机配体通过配位键连接形成。近十年来由于其独特的性质(比表面积大,孔隙可调,热、化学稳定性,生物降解等)引起大家关注,ZIF-8作为MOF分支ZIF家族的一员,其兼具沸石与MOF两者的优点(更强的化学稳定,尺寸性能可调控等性质),且生物可降解,易合成,原材料便宜。关于ZIF-8的研究主要集中在催化、分离、成像、药物递送等领域,而关于ZIF-8吸附核酸结合PET过程构建荧光生物探针很少被研究报道。DNA-AgNCs是利用DNA作为模板合成AgNCs,其中DNA起到稳定AgNCs的作用,DNA-AgNCs作为一种亚纳米级的金属纳米材料,通常由几个到几十个Ag原子形成,具有很好的荧光发射特性,且稳定性良好,容易合成。可作为一种很好的荧光探针构建材料。本文主要是结合DNAzyme,G-三联体,ZIF-8,DNA-AgNCs各自的性质,用于设计成不同类型的荧光探针进行核酸检测。(1)基于Exo III辅助循环和DNAzyme放大作用荧光检测H5N1。当体系中存在目标物(H5N1)时,H5N1与HP互补形成3’平末端,被Exo III识别并水解,目标物参与下个循环,释放原本锁在HP茎部的DNAzyme序列,DNAzyme进一步识别底物MB,然后剪切MB,释放原本锁在MB茎部的富G序列,加入Th T后,折叠成G-三联体与Th T结合,一定激发下发射强荧光。实验发现,目标物在200 p M-20 n M范围内具有不错的线性,检出限为68 p M。实际样品(血清)中也具备良好的线性关系。(2)基于沸石咪唑骨架(ZIF-8)的荧光生物传感器用于检测HIV DNA。荧光团标记的DNA探针Probe吸附在ZIF-8表面,由于PET(光诱导电子转移)过程,荧光猝灭,体系荧光很弱。当目标物(HIV DNA)存在时,与Probe链互补形成双链,脱离ZIF-8表面,从而Probe荧光恢复。通过荧光强度与目标物浓度之间建立线性关系,实验表明,目标物在0-100 n M的浓度范围内与Probe荧光强度具有良好线性关系,实际最低检出浓度为1 n M,选择性较好。且用于实际样品中(0.5%血清)的加标检测依然有良好的线性关系。(3)基于目标DNA驱动的催化发卡自组装放大策略和DNA-模板银纳米簇荧光增强构建的生物传感器。首先利用H1作为DNA模板合成H1-AgNCs作为荧光探针,目标DNA作为触发链,依次打开发卡H1和H2,启动CHA过程,生成H1-AgNCs-H2,目标DNA被置换下参与下个循环。原本锁在H2茎部的富G序列靠近H1-AgNCs,使H1-AgNCs红色荧光发射显著增强。而目标物不存在时,体系荧光很弱几乎可忽略。基于这种荧光强度的变化构建了检测目标DNA的荧光生物传感器。根据实验结果,在100 p M-100 n M范围内ΔF与目标物浓度呈线性关系,实际最低检出浓度为0.1 n M,具有良好的选择性。
其他文献
随着传统建筑业的不断转型升级,建筑工业化成为必然趋势,装配式建筑则是实现建筑工业化的重要途径。装配式剪力墙结构是装配式建筑的重要结构形式之一,它符合高层建筑经济性要求和建筑工业化发展需要,具有广阔的应用前景。但目前国内外已有的装配式剪力墙结构存在整体性和面外稳定性偏低、接缝连接构造复杂、塑性变形能力较弱等缺点。鉴于此,课题组提出了一种新型的装配式钢套管组合剪力墙,本文对其在竖向受拉与水平荷载共同作
现如今全球能源危机与日益严重的环境污染问题推动了电动汽车的发展,而我国是一个富煤缺油少气的国家,伴随着国内汽车保有量的逐年上升,电动汽车的研究也成为我国当下热点之一。为了使电动汽车安全高效的运行,电池作为电动汽车核心,能对其进行有效管理的电池管理系统不可或缺。电池管理系统中荷电状态的准确估算,既能够防止电池过充过放,又能够作为低电量限流阈值还能作为整车控制策略阈值。其中剩余寿命的预测,可以为用户提
近年来,随着航空发动机涡轮进口温度不断提高,航空工业对发动机主要承力部件——涡轮机匣的耐高温、抗腐蚀性等要求愈加严苛。在机匣的铸造过程中,合金熔体与陶瓷型壳在高温下长时间紧密接触,容易发生多种复杂作用,导致铸件表面产生严重粘砂,表面粗糙度增大,表面质量下降。本工作研究承力机匣铸造用K423A合金与Zr Si O4陶瓷型壳间的界面反应行为,分析温度及保温时间对于界面反应的影响;研究K423A合金中主
钢结构是一种集节能、高强、方便等优点于一体的具有较好发展潜力的结构体系。自上个世纪两次严重的地震造成的破坏给传统钢结构体系带来巨大冲击之后,大量学者对如何提高钢结构体系的整体可靠性展开了研究。为了避免节点发生脆性破坏,许多学者提出一种提高节点延性和耗能的新型节点构想,其原理是将塑性铰远离节点域而形成于梁内。目前,对强轴梁端连接的方式已经开展了大量的研究工作,对弱轴连接的研究相对较少。本文对梁柱局部
可再生能源是人类延续和社会进步需要重点关注的方向,随着便式电子设备在人们日常生活中的普及,电池已被广泛用作一种高效的电化学储能装置。水系锌离子电池(Aqueous zinc ion batteries,AZIBs)以其高理论容量(819 mAh·g-1),低负电位(-0.763 V vs.SHE),高性价比而成为可充电水性系统中的一种电池,已逐渐进入人们的视野。尽管有这些优点,AZIBs应用的关键
随着现代电机电磁负荷增强,电机内各部件温度也相应升高,而温升过高则会直接影响电机使用寿命和运行稳定性。因此,研究电机内温升的计算及冷却结构的强化具有重要意义。论文主要由以下内容组成:1、通过分析国内外目前对通风冷却电机内流体场和温度场研究进展,借鉴电机领域电磁场、流体流动和传热相关原理,采用轴径向混合通风冷却结构并优化其结构参数,用于降低电机温升,强化冷却性能。2、以一台YJK450-6、400k
过渡金属氧化物的理论比容量是商用石墨负极的2~3倍,并具有良好的安全性,因此被认为是极具应用潜力的负极材料之一。在过渡金属氧化物负极材料中,Fe3O4和SnO2都具有较高的理论比容量,分别为926 m Ah/g和1494 m Ah/g。但是它们在Li+嵌入/脱出的过程中会出现较大的体积变化,Fe3O4的体积膨胀为100%,而SnO2的体积变化更加剧烈,可达300%,导致锂离子电池无法实现长循环和快
溴化锂吸收式制冷系统中LiBr-H2O溶液对不锈钢、铜和铜合金都具有较强腐蚀性,直接影响制冷系统的使用寿命且造成系统性能下降。钛合金具有耐腐蚀性极好、密度小、硬度大等优点,成为一种代替铜合金制造换热管的良好选择。但是钛导热系数仅为18.7W·m-2·K-1,远低于铜铜导热系数401W·m-2·K-1。因此,研究钛管外液膜流动行为及相关传热特性,开发高换热性能钛材管有着十分重要意义。本文通过对水平管
离子通道膜中纳米孔道的大小与密度是影响其盐差能转换的重要因素,然而,现有技术对于孔径孔密度的调控存在操作复杂、成本高等问题,因此,制备孔径和孔密度可控、孔道排列规整的纳米通薄膜仍旧是技术难点。由于嵌段共聚物的特殊性,通过合理设计和精准合成,可用于制备理想的离子通道膜。本文通过合理的分子设计,合成了可用于制备纳米通道薄膜的嵌段共聚物,并通过核磁共振氢谱、红外光谱、凝胶渗透色谱测试对其结构、分子量、多
中子探测,是人类认识宇观与微观世界的关键技术;在退役核设施及放射性废物、聚变反应堆、核爆试验、核电站及散裂中子源装置等发生核裂变、核聚变瞬态核过程的场所,测量中子的场合就必然伴随着gamma射线本底的干扰,因此中子探测涉及到强gamma本底辐射下的n/γ甄别技术。n/γ甄别探测,主要有单晶闪烁体、液体闪烁体和更具有低成本与大尺寸制备优势的有机塑料闪烁体三类。然而,现有的有机塑料闪烁体中子探测器尚未