核酸适配体分子杂交荧光探针键合整体柱识别分析MC-LR的研究

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微囊藻毒素(MC-LR)是蓝藻产生的一种肝毒性毒素,研发MC-LR的识别材料及在线分析测定技术,对于快速准确监测痕量MC-LR十分重要。核酸适配体通常由20-60个核苷酸组成的寡聚核苷酸单链序列,是近年来新兴发展的纳米生物识别材料,具有可体外筛选、易于化学修饰、良好特异性,在分子识别和传感分析方面应用广泛。本文基于MC-LR核酸适配体及其荧光标记互补链,组装构建MC-LR适配体分子杂交荧光探针,并键合修饰整体聚合柱,籍此对MC-LR进行亲和识别和荧光示踪,实现对MC-LR的在线识别和激光诱导荧光(LIF)荧光传感分析。主要研究内容如下:第一章,绪论。概述了微囊藻毒素-LR(MC-LR)的性质以及检测技术发展,介绍了适配体功能材料及其在亲和识别和传感分析中应用发展,围绕核酸适配体杂交荧光探针纳米功能材料的设计及在线传感应用,总结提出论文的研究意义、选题依据和研究内容。第二章,开展了MC-LR适配体分子杂交荧光探针修饰整体柱制备及在线传感分析。研究组装了对MC-LR特异性识别的适配体分子杂交荧光探针,将其修饰在整体柱上,建立对MC-LR特异识别的荧光示踪传感器件,并与LIF在线检测模式联用,实现对MC-LR的在线识别和高灵敏荧光传感测定。实验考察了整体柱材料聚合参数对固载荧光探针的性能影响、结构形貌、谱学特征、纳米生物探针亲和性能及其交叉反应性,优化了所制备的核酸适体功能化整体柱在线荧光传感分析性能,应用于MC-LR特异性识别,检测限达到5 pg/m L、定量限为20 pg/m L,柱与柱之间测定RSD小于9.9%,水样中MC-LR的加标回收率为92±2.8%-102±4.6%。第三章,开展了不同序列的MC-LR适配体杂交荧光探针的构建及其修饰整体柱在线传感分析研究。优化筛选不同序列核苷酸组成的四种MC-LR适配体(Apt)及其互补链(c DNA),开展了不同适配体分子杂交荧光探针及功能化整体柱的制备;研究比较了不同核苷酸序列杂交荧光探针对于MC-LR的亲和作用的影响,分析了不同序列核酸适配体分子杂交荧光探针修饰的整体柱在不同亲和作用条件下对MC-LR的识别性能。研究发现,长链适配体(核苷碱基数60)对高浓度的MC-LR(0.1-2 ng/m L)识别稳定性高,短链适配体(碱基数28)与互补链形成的纳米荧光探针对于MC-LR的结合亲和力更高,对低浓度的MC-LR(0.001-0.05 ng/m L)识别灵敏度较高,抗干扰能力强,检测限可达1 pg/m L,柱与柱之间测定RSD小于8.3%,湖水样品中MC-LR加标回收率为93±15%-109±2%,进一步为痕量MC-LR特异识别、高灵敏的在线传感分析提供功能材料和技术支持。
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