新型DNA探針-納米材料生物傳感器的設計及應用.pdf

1、近年來，在分子診斷，藥物研發(fā)和食品安全等領域開發(fā)可快速檢測、高可靠性、易使用且低成本的生物傳感器，具有重要的研究價值和應用需求。DNA是生物遺傳信息的主要承擔者，近年來，隨著DNA技術的迅速發(fā)展，多種致病物質的核酸序列已被掌握，因此在基因治療和生物醫(yī)學等領域，盡早及準確的檢測致病物質的DNA的序列是十分重要的。
　　本研究主要內容包括：⑴氧化石墨烯(GO)具有獨特的物理結構和理化性質，在生物分子檢測領域獲得研究者的廣泛關注，同時環(huán)

2、金屬銥(Ir(III))配合物以其優(yōu)良的光物理性質在生物領域一直是研究的熱點。在此基礎上，我們首先合成了帶有羧基官能團的Ir配合物(Ir-COOH)，再將其用N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)活化得到Ir-NHS。通過研究Ir-COOH與GO之間的相互作用，證明與傳統(tǒng)的有機熒光染料FAM相比，由于存在靜電吸附的作用，GO與Ir-COOH之間具有更強的相互作用力，因此Ir-COOH能穩(wěn)定的吸附在 GO表面，兩者之間產(chǎn)生熒光共振能量轉移效應(FR

3、ET)使得Ir-COOH的熒光被高效的淬滅。⑵利用Ir-NHS中的活性酯基團將Ir配合物作為熒光染料標記在單鏈DNA(ssDNA)的末端形成Ir-ssDNA熒光探針，結合GO作為淬滅平臺構建了基于GO-Ir-ssDNA的生物傳感器用于目標DNA靈敏和特異性的檢測。同時，我們比較了Ir配合物與傳統(tǒng)熒光素FAM的抗光漂白能力，結果表明在基于氧化石墨烯-FRET的檢測體系中，Ir-ssDNA探針的光穩(wěn)定性明顯強于FAM-ssDNA。⑶利用核酸

4、外切酶III(Exo III)引發(fā)目標DNA循環(huán)反應，結合表面增強拉曼散射(SERS)檢測手段，采用“signal-on”的檢測策略，設計了一種簡單易行的SERS生物傳感器。Exo III酶能對雙鏈DNA結構作用，降解雙鏈結構中的探針DNA，產(chǎn)生一段標記有Cy5染料分子的殘余DNA，并將目標DNA從雙鏈結構中分離出來，使其繼續(xù)與未反應的探針 DNA結合形成雙鏈，如此反復循環(huán)產(chǎn)生大量的殘余DNA。殘余DNA會被表面修飾有金納米顆粒的SER