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近年来,在分子诊断,药物研发和食品安全等领域开发可快速检测、高可靠性、易使用且低成本的生物传感器,具有重要的研究价值和应用需求。DNA是生物遗传信息的主要承担者,近年来,随着DNA技术的迅速发展,多种致病物质的核酸序列已被掌握,因此在基因治疗和生物医学等领域,尽早及准确的检测致病物质的DNA的序列是十分重要的。本论文围绕DNA检测为目的开展了以下三个方面的工作:(1)氧化石墨烯(GO)具有独特的物理结构和理化性质,在生物分子检测领域获得研究者的广泛关注,同时环金属铱(Ir(Ⅲ))配合物以其优良的光物理性质在生物领域一直是研究的热点。在此基础上,我们首先合成了带有羧基官能团的Ir配合物(Ir-COOH),再将其用N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)活化得到Ir-NHS。通过研究Ir-COOH与GO之间的相互作用,证明与传统的有机荧光染料FAM相比,由于存在静电吸附的作用,GO与Ir-COOH之间具有更强的相互作用力,因此Ir-COOH能稳定的吸附在GO表面,两者之间产生荧光共振能量转移效应(FRET)使得Ir-COOH的荧光被高效的淬灭。(2)我们利用Ir-NHS中的活性酯基团将Ir配合物作为荧光染料标记在单链DNA(ssDNA)的末端形成Ir-ssDNA荧光探针,结合GO作为淬灭平台构建了基于GO-Ir-ssDNA的生物传感器用于目标DNA灵敏和特异性的检测。同时,我们比较了Ir配合物与传统荧光素FAM的抗光漂白能力,结果表明在基于氧化石墨烯-FRET的检测体系中,Ir-ssDNA探针的光稳定性明显强于FAM-ssDNA。(3)利用核酸外切酶Ⅲ(Exo Ⅲ)引发目标DNA循环反应,结合表面增强拉曼散射(SERS)检测手段,采用“signal-on”的检测策略,设计了一种简单易行的SERS生物传感器。Exo Ⅲ酶能对双链DNA结构作用,降解双链结构中的探针DNA,产生一段标记有Cy5染料分子的残余DNA,并将目标DNA从双链结构中分离出来,使其继续与未反应的探针DNA结合形成双链,如此反复循环产生大量的残余DNA。残余DNA会被表面修饰有金纳米颗粒的SERS基底捕获从而产生信号。借助该SERS生物传感器我们实现了MnSOD基因序列的高灵敏性和特异性检测,且具有良好的重现性。本工作构建的基于GO-Ir-ssDNA及酶循环放大的SERS生物传感器能够灵敏且特异性地实现目标DNA分子的检测。这一研究成果有可能为基因治疗和生物医学等领域中核酸序列的测定提供新的设计思路,并最终为疾病的诊断与治疗做出贡献。