基于DNA探针的传感器用于p53 DNA及甲氧檗因检测的研究

摘要

随着现代生物技术的进步、固相化学的发展和DNA自动合成仪的诞生，DNA探针得到了飞速的发展。DNA探针能够与多种目标物特异性结合，形成多种灵活的分子识别和信号转换机制，因此基于各种设计巧妙、性能优良的新型DNA探针构建的生物传感器被开发研制，并在基因分析、疾病诊断、卫生防疫、药物机理分析、生物工程等领域得到了广泛的应用。本论文利用DNA探针的特点构建了生物传感器用于p53 DNA和小分子药物简便、廉价、灵敏的检测。
　　1.利用微孔式DNA传感器和便携式血糖仪检测p53 DNA。
　　便携式血糖仪由于成本低、操作简单、定量结果可靠，因此被作为是一种常规的家用血糖检测的商品化小型仪器。利用便携式血糖仪具有比较常见、成本低、操作简单和定量结果可靠等优点，并与微孔式DNA传感器结合，发展了一种简便、高灵敏，并且可以同时对多浓度进行检测的p53 DNA生物传感器。该方法的最大优点是可以将p53 DNA的检测转换成血糖的检测，从而利用常见的便携式血糖仪即可实现检测，并且检测下限为1pM，具有良好的特异性，甚至可以识别碱基错配的DNA。
　　2.利用微流通池式DNA传感器和便携式血糖仪检测p53 DNA。
　　利用玻璃具有透明性、耐腐蚀、润湿能力及毛细作用等优点，设计了易于修饰的玻璃.金膜微流通池式芯片：同时为了进一步简化传感器的制作工艺和降低成本，将昂贵的金膜替换成玻璃，因此设计了玻璃.玻璃微流通池式芯片。结合便携式血糖仪，采用和第一部分工作类似的原理，将检测p53 DNA转换为检测血糖，实现了对p53 DNA的高灵敏检测。该传感器制作工艺简单，大大地降低了检测成本，操作简便，有望进行大规模生产并用于实际生产生活应用中。
　　3.纳米金颗粒增强信号的表面等离子体共振传感器高灵敏检测甲氧檗因。
　　建立一种基于纳米金颗粒增强信号的SPR生物传感器用于高灵敏检测抗癌药物甲氧檗因。一个甲氧檗因小分子可与四个腺嘌呤(A)相结合，从而使得修饰在纳米金颗粒和金膜表面的富含A碱基的DNA形成稳定的双链结构，进而将功能化纳米金颗粒捕获在金膜表面。由于纳米金颗粒与金膜之间的电场耦合效应可增强表面等离子体共振信号，从而可实现对甲氧檗因的高灵敏检测。该传感器的检测下限低至0.07pmol/L，相对比色法和荧光法而言，降低了约5－6个数量级。

目录

文摘

英文文摘

本文常用英文缩写对照表

第1章 绪 论

1.1 基于DNA探针的传感器概述

1.2 基于DNA探针的传感器典型应用

1.2.1 核酸的检测

1.2.2 蛋白质的检测

1.2.3 生物小分子的检测

1.2.4 离子的检测

1.2.5 肿瘤细胞的检测

1.3 基于DNA探针的传感器在生物分析检测中的一些发展趋势

1.3.1 基于信号放大策略提高灵敏度

1.3.2 发展多目标物分析检测技术

1.3.3 发展现场检测技术

1.4 本论文的构思

第2章 利用微孔式DNA传感器和便携式血糖仪检测p53 DNA

2.1 前言

2.2 实验部分

2.2.1 试剂和仪器

2.2.2 缓冲液的配制

2.2.3 微孔式芯片的制作与修饰

2.2.4 DNA2-蔗糖酶复合物的合成、纯化与表征

2.2.5 目标p53 DNA检测的可行性

2.2.6 实验条件的优化

2.2.7 目标DNA的检测

2.2.8 特异性的考察

2.3 实验结果与讨论

2.3.1 实验原理

2.3.2 DNA2-蔗糖酶复合物表征

2.3.3 目标DNA检测的可行性分析

2.3.4 DNA2-蔗糖酶复合物杂交时间的优化

2.3.5 蔗糖酶催化蔗糖反应时间的优化

2.3.6 目标DNA浓度的测定

2.4 小结

第3章 利用微流通池式DNA传感器和便携式血糖仪检测p53 DNA

3.1 前言

3.2 实验部分

3.2.1 试剂和仪器

3.2.2 溶液的配制

3.2.3 玻璃．金膜微流通池式芯片的制作与修饰

3.2.4 表面修饰密度的测定

3.2.5 DNA2-蔗糖酶复合物的合成与纯化

3.2.6 目标DNA检测的可行性

3.2.7 实验条件的优化

3.2.8 目标p53 DNA的检测

3.2.9 特异性的考察

3.2.10 玻璃-玻璃微流通池式传感芯片设计与使用

3.3 实验结果及讨论

3.3.1 实验原理

3.3.2 玻璃-金膜微流通池式传感器检测结果与讨论

3.3.3 玻璃-玻璃微流通池式传感器检测结果与讨论

3.4 小结

第4章 纳米金颗粒增强信号的表面等离子体共振传感器高灵敏检测甲氧檗因

4.1 前言

4.2 实验部分

4.2.1 试剂和仪器

4.2.2 缓冲液的配制

4.2.3 纳米金颗粒的制备、修饰与表征

4.2.4 SPR传感芯片的制作

4.2.5 SPR传感芯片表面修饰密度的测定

4.2.6 可行性的考察

4.2.7 甲氧檗因的检测

4.2.8 特异性的考察

4.3 实验结果及讨论

4.3.1 实验原理

4.3.2 DNA1修饰AuNPs的表征

4.3.3 SPR传感芯片的表征

4.3.4 可行性的考察

4.3.5 甲氧檗因检测的灵敏度

4.3.6 选择性的考察

4.3.7 重现性的考察

4.4 小结

结 论

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