芴基阳离子聚电解质及其无标记生物分子检测

摘要

虽然现代科技文明发展带来人类的医疗技术的极大提升和发展，但是面对众多难以攻克的疾病问题，人们的应对手段依然匮乏，例如艾滋病、癌症、基因病变和还在源源不断产生的新的病毒等等。近年来，生物传感技术作为生物医学科技的研究基础，得到了人们的热切关注和长足发展。
　　水溶性共轭聚合物，也称共轭聚电解质，因其共轭主链的信号放大特性、水溶性基团赋予的良好水溶性而广泛应用于生物传感技术中。目前基于共轭聚电解质的生物传感器工作机制分别为电子转移（Electron Transfering, ET）、荧光共振能量转移(Fluorescent Resonance Energy Transfering, FRET)和分析物诱导的聚集或构象变化等。
　　其中，基于分析物诱导的聚集的共轭聚合物传感方法报道较少、研究价值挖掘的不够充分。而其他两种机理的传感应用中，大部分都需要对生物分子或者检测靶标进行标记，标记的过程复杂且昂贵，非常不利于其商业应用。
　　综上所述，基于分析物诱导的聚集机理，本文选择构建一种含有2,1,3-苯并噻二唑单元的阳离子芴基聚电解质（下文统一称为 P4），研究其光学性质和对于生物大分子的无标记检测应用。主要内容有下面几个方面：
　　第一、根据文献报道，设计P4的骨架结构，并成功合成出P4。
　　第二、研究体系中P4与带负电荷的不同浓度十二烷基磺酸钠（SDS）的相互作用，并推出合理的三种聚集过渡状态的模型。
　　第三、对P4在生物大分子检测方面的应用做了研究，建立了基于P4的生物大分子分析检测应用平台。首先，在DNA检测方面，实现了单链DNA的定量检测，并且可以结合互补链DNA实现DNA的特异性检测；其次，在蛋白质检测方面，可以实现癌症标记物蛋白的初步筛选，这对癌症初诊具有重大的意义;另外也可以结合三磷酸腺苷（ATP）实现碱性磷酸酶（ALP）的特异性检测。
　　第四、研究了P4、金纳米粒子（Gold Nano-particals, Au NPs）或巯基包裹的金纳米粒子、DNA三元体系的相互作用；为开展基于P4/Au NPs有机-无机杂化复合传感器的应用奠定基础。

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第一章 绪论

1.1研究的背景和意义

1.2水溶性共轭聚合物简介

1.3水溶性共轭聚合物的光学性能

1.4水溶性共轭聚合物应用于生物检测的信号传递机理

1.5水溶性共轭聚合物在生物检测应用方面的研究现状

1.6本论文的主要工作

第二章 水溶性聚电解质P4的合成、表征及光学性质

2.1引言

2.2目标分子的设计

2.3实验部分

2.4结果与讨论

2.5本章小结

第三章 水溶性聚电解质P4与表面活性剂的作用

3.1引言

3.2实验部分

3.3结果与讨论

3.4本章小结

第四章 水溶性聚电解质P4应用于DNA检测

4.1引言

4.2实验部分

4.3结果与讨论

4.4本章小结

第五章 共轭聚电解质P4与金纳米粒子、DNA的竞争作用

5.1引言

5.2实验部分

5.3结果与讨论

5.4本章小结

第六章 P4在蛋白质检测中的应用

6.1引言

6.2实验部分

6.3结果与讨论

6.4本章小结

第七章 总结与展望

7.1总结

7.2创新点

7.3展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文

附录2 攻读硕士学位期间申请的专利

附录3学位期间参加的科研项目

致谢