基于X型DNA探针和DNA三倍体银铂双金属纳米簇的生物传感器用于单核苷酸多态性的检测

摘要

随着人类基因组测序的完成，目前对于个人基因组的多样性分析已经成为了研究重点。单核苷酸多态性（SNV）是遗传变异中最常见的形式之一，其具有高度保守性，在基因组中广泛分布的特点。SNV作为新一代的、有价值的高分辨率遗传标记和指标，与许多疾病，如遗传性疾病、肿瘤等有密切的关系，因此其检测在临床诊断和预后中具有重大的意义。如何实现 SNV的高灵敏、特异性检测，以提高遗传性疾病和肿瘤诊断的准确性，是分析工作者面临的一个重大的挑战。受到纳米医学技术的研究的启发，本论文结合X型DNA探针和DNA三倍体银铂双金属纳米簇，设计研制了信号放大的DNA荧光和电化学生物传感器，并将其用于SNV的灵敏、特异性检测。
　　第一章，本章利用锁核酸（LNA）掺杂的通用型X型DNA探针，结合目标介导的链替换（TMSDR）循环放大技术，构建一种无酶荧光生物传感器用于?-地中海贫血症的SNV检测。首先，LNA修饰的X型DNA探针对SNV序列具有较高的识别能力，在大量的野生型序列中，能检测出0.01%SNV突变频率；其次，TMSDR辅助循环放大技术能显著提高传感器的灵敏度，方法检测限为6 fmol/L。此外，X型DNA探针中包含与目标序列相结合的特定区域，只要通过相应的目标序列来改变X型DNA探针中特定区域的序列，则可实现对各种目标序列的检测，因而X型DNA探针的引入使该生物传感器具有通用性。因此，这种荧光生物传感器有望成为一种?-地中海贫血症或其它疾病相关基因中SNV检测的有效方法。
　　第二章，本章以DNA三倍体为模板，通过一步法合成了一种三倍体银铂双金属纳米簇（Triplex-AgPtNCs），这种三倍体银铂双金属纳米簇颗粒均匀（粒径约为2 nm），并表现出较强的类过氧化物酶活性，能催化 H2O2氧化3,3?,5,5?-四甲基联苯胺（TMB）。采用透射电子显微镜、紫外可见分光光度、荧光光谱等方法，对 Triplex-AgPtNCs的结构以及酶促反应动力学参数进行了研究，结果表明，Triplex-AgPtNCs具有较强的类过氧化物酶活性。该方法合成的 Triplex-AgPtNCs具有合成简单、成本低、稳定性好、标记容易等优势，有望作为一种新型的类过氧化物酶，应用于比色法分析以及生物传感器等领域。
　　第三章，将第二章所合成的Triplex-AgPtNCs类过氧化物酶，与第一章所设计的通用型X型DNA探针相结合，研制了一种DNA电化学生物传感器，用于SNV的检测。首先，通过Au-S键将通用型X型DNA探针组装于金电极表面，当目标序列存在时，通过链替换反应， X型DNA探针被分解为两部分，一部分与目标序列结合，离开金电极表面；另一部分留在金电极表面，经碱基互补配对与 Triplex-AgPtNCs相连。将此电极插入含有亚甲基蓝（MB）的溶液中富集一段时间后，再置于H2O2溶液中扫描方波伏安法（SWV）曲线，利用SWV实现对SNV的检测。结果表明，该传感器的线性范围为1 fmol/L~10 nmol/L，检测限达到0.8 fmol/L，而且能较好地识别SNV，有望成为一种?-地中海贫血症或其它疾病相关基因中SNV检测的有效方法。

目录

声明

附录

第一章 基于锁核酸修饰的X型DNA探针构建一种荧光信号放大方法用于SNV的检测

1 前言

2 实验部分

3 结果与讨论

4 结论

参考文献

第二章 基于DNA三倍体为模板的银铂双金属纳米簇的合成及其催化活性的研究

1 前言

2 实验部分

3 结果与讨论

4.结论

参考文献

第三章 基于三倍体银铂双金属纳米簇的电化学传感器用于SNV的检测

1 前言

2 实验部分

3 结果与讨论

4 结论

参考文献

综述：用于单核苷酸多态性(SNV)检测的DNA生物传感器研究进展

致谢

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