【摘 要】
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纳米材料的迅猛发展推动了表面增强拉曼散射(SERS)的研究,拓展了 SERS技术的应用领域。SERS能够提供丰富的化学指纹信息,且大多数拉曼峰具有窄的带宽,成分之间的光谱容易分离,使得SERS技术在多元检测中具有潜在优势。对于实际应用而言,重现性好、高活性SERS基底的制备以及同时检测的手段至关重要。因此,本文的目的在于通过核酸调控纳米颗粒进行组装制备SERS基底,结合信号放大技术,以及利用DNA
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纳米材料的迅猛发展推动了表面增强拉曼散射(SERS)的研究,拓展了 SERS技术的应用领域。SERS能够提供丰富的化学指纹信息,且大多数拉曼峰具有窄的带宽,成分之间的光谱容易分离,使得SERS技术在多元检测中具有潜在优势。对于实际应用而言,重现性好、高活性SERS基底的制备以及同时检测的手段至关重要。因此,本文的目的在于通过核酸调控纳米颗粒进行组装制备SERS基底,结合信号放大技术,以及利用DNA三维纳米结构实现对单个分析物甚至多个分析物进行检测。本论文的主要研究内容如下:(1)构建基于酶调控的纳米金“核心-卫星”组装体双重放大策略的SERS生物传感器用于超灵敏检测生物毒素。存在目标分子的情况下,核酸外切酶Ⅲ(Exo Ⅲ)辅助的循环扩增为制造“核心-卫星”SERS传感器提供了有效途径。简而言之,提出的策略包括以下双重扩增:1)ExoⅢ诱导的靶标相关信号扩增;2)核心卫星组件有助于形成SERS“热点”引起信号放大。为了证明所提出策略的适用性,以最具毒性和分布最广泛的生物毒素之一——赭曲霉毒素A(OTA)的检测为例,结果表明,OTA的检出限为0.83fg·mL-1(S/N=3)。该策略是基于DNA适配体诱导的特异性靶标识别,因此该传感器易于扩展到其他靶标的超灵敏检测,例如DNA、RNA和具有相应适配体的其他分子。(2)开发了一种基于DNA四面体的比率型SERS传感器同时检测多种疾病生物标志物。该传感器通过预先制备在金纳米双锥(Au NBPs)-阳极氧化铝膜(AAO)基底上固定嵌入内标并带有3条捕获链的DNA四面体。存在目标分子的情况下,会分别与其对应的适配体相结合,并释放出SERS标签探针。探针通过与捕获链杂交吸附在基底表面,产生相应的SERS信号,对癌胚抗原(CEA)、粘蛋白1(MUC1)和癌抗原125(CA125)三种疾病生物标志物实现同时检测。内标的引入以及合理利用DNA四面体结构使得该传感器表现出具有良好的均一性和重现性,相对标准偏差(RSD)小于4.0%。
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