基于荧光银纳米簇的多功能传感平台对药物及目标DNA的检测

摘要

金属纳米簇是近年来发展起来的一类粒径小于或接近于费子波尔半径的半导体纳米颗粒，因为其独特的光、电学性质以及良好的生物相容性、水溶性、低毒性等优点，广泛应用于化学传感、生物标记、疾病检测等分析检测领域。本文以聚乙烯亚胺为模板的银纳米簇为研究对象，构建了检测喹诺酮类抗生素、维生素B12、目标DNA和三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）的新方法。主要研究内容如下：
　　（1）以不同分子量（Mw=600、1300、2000、10000、25000、70000和750000）的聚乙烯亚胺（polyethyleneimine，PEI）为模板合成的银纳米簇（Ag nanoclusters，Ag NCs）为荧光探针，当向Ag NCs中添加Cu2+，随着Cu2+浓度的增大使得Ag NCs的荧光强度逐渐猝灭，通过向其系统中加入喹诺酮类药物（包括萘啶酸、西诺沙星、环丙沙星、氧氟沙星、莫西沙星）使得Ag NCs的荧光逐渐恢复。同时，这一传感系统（Ag NCs-Cu2+）对上述喹诺酮类药物的检测显示出了良好的线性范围和较低的检出限。此外，该传感器系统已成功用于人血清和尿中喹诺酮类药物的测定。
　　（2）以不同分子量（Mw=600、10000和70000）以及不同封端基团（乙二胺和乙氧基）的PEI为模板合成的Ag NCs作为一种新型荧光探针，随着维生素B12浓度的增大，由于内滤效应，其可以猝灭Ag NCs的荧光。同时，该方法选择性好、灵敏度高，已被成功用于注射剂和片剂样品中维生素B12的测定。
　　（3）血红素适配体与血红素可形成复合物，该复合物与Ag NCs之间发生光诱导电子转移（photoinduced electron transfer，PET）猝灭Ag NCs的荧光。以此为实验机理，以分子量为600的PEI包裹的Ag NCs作为荧光探针，本章构建了具有广泛适用性的传感平台，通过改变DNA序列，建立了检测目标DNA和ATP的分析方法。以目标DNA/ATP和血红素作为输入信号，以Ag NCs的荧光变化作为输出信号，构建荧光“AND”逻辑门。

目录

声明

第一章 绪论

1 引言

2 Ag NCs的制备

2.1 以DNA为模板合成Ag NCs

2.2 以蛋白质和短肽为模板合成Ag NCs

2.3 以聚合物为模板合成Ag NCs

2.4 以巯基化合物为模板合成Ag NCs

3 Ag NCs的应用

3.1 检测金属离子

3.2 检测生物小分子

3.3 检测蛋白质

3.4 核酸检测

3.5生物成像

4 论文构思及主要研究内容

第二章 基于Ag NCs-Cu2+的荧光系统痕量检测喹诺酮药物传感器

1 引言

2 实验部分

2.1试剂和仪器

2.2 Ag NCs的制备

2.3荧光法检测喹诺酮类药物

2.4实际样品检测

3 结果与讨论

3.1 Cu2+猝灭Ag NCs的荧光

3.2 喹诺酮类药物使Ag NCs-Cu2+系统的荧光恢复

3.3检测喹诺酮类药物的线性范围

3.4 Ag NCs-Cu2+系统对喹诺酮类药物的选择性探究

3.5 基于Ag NCs-Cu2+系统传感系统检测喹诺酮类药物的机理讨论

3.6 实际样品的检测

4 小结

第三章 基于不同分子量和不同封端基团的聚乙烯亚胺为模板的银纳米簇快速检测维生素B12药物传感器

1 引言

2 实验部分

2.1 试剂和仪器

2.2 Ag NCs的合成

2.3 荧光检测VB12

2.4 实际样品的检测

3 结果与讨论

3.1 不同封端基团Ag NCs的合成与表征

3.2 Ag NC-PEIs检测VB12

3.3实验条件的优化

3.4 基于乙二胺封端的Ag NCs检测VB12的灵敏度探究

3.5 选择性检测VB12

3.6 机理讨论

3.7 实际样品检测VB12

4 小结

第四章 基于聚合物为模板的Ag NCs与G4链体-血红素复合物间的光诱导的电子转移构建多功能生物传感器及其逻辑门应用

1 引言

2 实验部分

2.1 试剂和仪器

2.2 Ag NCs的制备

2.3 DNA预处理

2.4 荧光测定hemin

2.5 荧光测定目标DNA

2.6荧光测定ATP

3 结果与讨论

3.1 G4-hemin复合物猝灭Ag NCs的荧光

3.2 G4链体-hemin复合物猝灭Ag NCs的机理讨论

3.3 条件优化

3.4 传感平台的构建

3.5 检测目标DNA

3.6 检测ATP

3.7 逻辑门应用

4小结

结论

参考文献

攻读硕士期间发表论文

致谢