基于核酸适配体的荧光生物传感体系在双酚A检测中的应用研究

摘要

随着工业及经济的迅速发展，大量有毒有害的污染物质被排放到自然环境中，导致环境污染问题日益突出。因此，探索发展新的、灵敏的、可靠的检测方法来监测环境污染物质具有十分重要的意义。荧光生物传感检测技术以其灵敏度高、选择性好等优点被广泛地应用于环境监测及环境分析化学中。基于核酸适配体及新型纳米材料构建了一系列新的荧光生物传感方法，并将其应用到环境水体中的双酚A（BPA）的检测。本论文的主要内容如下：
　　（1）基于磁性氧化石墨烯与标记在双酚A适配体上（BPA Aptamer）的荧光素之间的荧光共振能量转移构建了磁性分离“开启”荧光生物传感器检测双酚A。双酚A适配体被荧光素标记。当不存在目标物双酚A时，磁性氧化石墨烯可以吸附荧光素标记的双酚 A适配体以形成适配体–磁性氧化石墨烯复合物（Aptamer-MGO），由于荧光共振能量转移，磁性氧化石墨烯可以有效地猝灭标记在双酚A适配体上的荧光素的荧光。当目标物双酚A存在时，标记荧光素的双酚A适配体优先与目标物双酚A结合发生适配体的空间构象转换，从而使标记荧光素的双酚A适配体从磁性氧化石墨烯的表面解吸，经过磁性分离后，反应体系的荧光得以恢复。反应体系的荧光的恢复强度与双酚A的浓度相关，随着双酚 A浓度的增加，反应体系的荧光强度增强。该荧光生物传感器对目标物双酚A具有强特异性和高选择性，而且其还具有很强的抗干扰能力和高灵敏度。（第2章）
　　（2）基于非标记的双酚A适配体、非标记的铽配合物和非标记的纳米金颗粒构建了一种非标记时间分辨荧光分析法检测双酚A的新的检测方法。当反应体系中没有双酚A存在时，双酚A适配体被吸附到纳米金颗粒的表面，使得纳米金颗粒在高浓度的氯化钠溶液中保持稳定不发生团聚，当加入铽配合物时，分散良好的纳米金颗粒可以很好的将铽配合物的荧光猝灭。当反应体系中存在双酚A时，双酚A适配体优先与双酚A发生特异性结合生成特定的三维空间结构，而纳米金颗粒不能将已形成特定三维空间结构的双酚A适配体再吸附到其表面上，因而，当加入高浓度的氯化钠溶液时，纳米金颗粒在没有双酚A适配体的保护下发生团聚，通过离心分离后，反应体系中的发生团聚的纳米金颗粒被去除，因而当再加入铽配合物时，铽配合物的荧光被猝灭效率降低从而反应体系的荧光信号增强。该检测方法具备良好的选择性和较高的灵敏度。

目录

第1章 绪论

1.1双酚A检测的研究背景

1.2.1荧光及荧光分析法的定义

1.2.2荧光材料的发光类型

1.2.3荧光分析法的优点

1.2.4荧光分析法的发展

1.3核酸适配体

1.4 纳米材料在荧光分析中的应用

1.4.1 荧光材料

1.4.2 纳米金

1.4.3磁性氧化石墨烯

1.5本研究论文的意义和构想

第2章 基于磁性氧化石墨烯的磁性分离“开启”荧光生物传感器检测双酚A

2.1前言

2.2.1实验仪器

2.2.2实验材料与试剂

2.2.3磁性氧化石墨烯的合成

2.2.4双酚A检测的过程

2.3.1实验原理

2.3.2实验条件的优化

2.3.3检测方法的灵敏度

2.3.4该荧光生物传感器的选择性和特异性

2.3.5该荧光生物传感器在实验水样中的应用

2.4本章小结

第3章 非标记时间分辨荧光分析法检测双酚A

3.1前言

3.2.1实验仪器

3.2.2实验材料与试剂

3.2.3纳米金的合成制备

3.2.4铽配合物（Tb(AcAc)3phen）的合成制备

3.2.5双酚A的检测过程

3.3.1检测方法的原理

3.3.2实验条件的优化

3.3.3检测方法的灵敏度实验

3.3.4检测方法的选择性和特异性

3.3.5检测方法在环境水样中的应用

3.4本章小结

结论与展望

参考文献

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录

致谢