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随着生命科学的快速发展,对生命体中发挥重要作用的生物分子进行分析检测有重要意义,尤其在疾病的早期诊断,预防,治疗等方面。生物传感技术作为分析化学学科中的一种前沿的新型分析技术,具有灵敏度高、选择性好、成本较低、分析速度快以及能够进行连续监测等优点,在生命科学,临床医学,分子生物学等领域得到广泛的应用。随着生物化学的进一步发展,DNA不再仅仅作为生物体遗传信息的携带者而被熟知,它的更多化学及生物电子学性质被更加广泛和深入地研究,如今DNA已发展成为了新型感应材料,催化剂,药物等。本研究论文综合文献报道,利用酶信号放大技术,结合DNA的生物识别和催化功能,致力于提高检测灵敏度,线性响应范围,简化实验过程,控制实验成本等几方面,发展了几种新型的无标记DNA传感方法,对几种重要的生物分子进行了特异性好,灵敏度高的分析检测,工作主要内容如下:(1)构建了一种基于PCR核酸扩增,甲基化敏感的限制性内切酶酶切和编码蛋白DNA的体外表达的新型传感策略,实现了对DNA甲基转移酶的灵敏检测,检测下限达0.08U/mL,化学发光强度与0.2U/mL-100U/mL的DNA甲基转移酶间存在线性关系。该方法特点在于通过PCR扩增获得的无标记的线性双链DNA,既是DNA甲基转移酶和甲基化敏感的限制性内切酶的识别和作用底物,同时由于其具有启动子序列和荧光素酶编码序列,也是体外表达荧光素酶的模板。只有在甲基化位点保持完整的情况下,模板DNA才能顺利进行体外的转录/翻译过程,表达产物荧光素酶催化荧光素氧化发光。(第二章)(2)基于5’端磷酸化的双链DNA能被Lamda核酸外切酶优先识别并酶切,设计了一个简单的无标记的发夹DNA探针作为反应平台,实现了对T4多聚核苷酸激酶(T4Polynucleotide Kinase,T4PNK)的检测。通过PNK和lamda核酸外切酶的共同作用实现对发夹探针中DNAzyme的调控,并利用释放的DNAzyme与氯化高铁血红素(Hemin)结合催化2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS2-)的显色反应,实现了对PNK的简单,快速,可视化的灵敏检测,并对其抑制剂的筛选进行了相应考查。该分析方法对PNK的检测下限达0.06U/mL,在0.06-100U/mL之间,紫外-可见吸收光强度的增值与PNK浓度的对数呈线性相关。(第三章)(3)利用等温循环链置换反应,对目标分子和信号分子进行同步放大,实现了对MicroRNA的简单检测,检测下限达0.5fM,在0.5fM-1nM的目标物间,紫外-可见吸光强度与目标物浓度的对数呈现出线性相关。基于DNA探针在目标物的存在下发生构象改变,设计了一个无任何标记的DNA发夹探针,该探针被目标物打开后作为循环链置换反应的模板。核酸切刻内切酶在探针的两个切刻位点处进行切刻,产生一种核酸片段作为目标类似物继续打开其他探针,另一种核酸片段作为信号分子随反应累积,与Hemin形成复合物,ABTS2-氧化得到绿色产物,通过测定吸收光谱对目标分子进行定量分析。(第四章)