ATP适体探针在微囊内部的固定及信号传导与传感过程

摘要

细胞内和细胞间存在着非常复杂的通讯机制，并且引发相应的生命过程与现象。因此建立仿生体模拟细胞的信号传导过程将有助于促进对生命现象的认识。传统的仿生信号传导研究主要在于脂质体囊泡表面构建基于分子水平上的信号接收、传递及转换。本论文从人工仿生细胞入手，构建一个由热效应引发物质传递，然后再由物质传递引发荧光信号的仿生信号传导与仿生传感系统。主要开展了以下三个方面的工作:
　　1.制备了一种磁性和温敏性的智能纳米反应器。通过溶剂热法合成直径约为250nm的Fe3O4磁性纳米粒子，然后将Au纳米粒子、SiO2、聚N-异丙基丙烯酰胺）(PNIPAM)依次涂覆与其表面，利用HF溶液刻蚀除去SiO2层，得到Fe3O4/Au/void/PN IPAM蛋壳微球，每个微球都具有可移动的核心(Fe3O4/Au)和温敏响应壳层(PNIPAM)。
　　2.构建出一种荧光ATP适体传感器，建立了高灵敏度与高选择性的ATP的分析方法。首先以合成的5'-FAM作为能量供体，采用柠檬酸钠还原氯金酸法制取的Au纳米粒子作为能量受体，通过Au-S键将单链DNA连接到表面。在pH=8.0Tris-HCl缓冲液中通过DNA链间的杂交，构建了荧光共振能量转移体系(FRET)。测定了5'-FAM-DNA、探针体系和探针体系+ATP的荧光强度。
　　3.研究了ATP适体在仿生细胞内外的传导与传感过程。首先利用多孔温敏材料作为人工仿生细胞的细胞膜，被金纳米粒子包覆的磁性纳米微球为仿生细胞核，荧光ATP适体探针作为敏感单元，三磷酸腺苷（ATP）作为检测靶目标。通过对温度的调节来控制人工细胞孔道的开和关，从而控制胞外小分子ATP往胞内的传质过程，而细胞核表面的荧光ATP探针则会对进入胞内的ATP进行特异性结合，并释放出可定量检测的荧光信号，从而实现热信号→物质传递信号→光学信号的一系列仿生信号传导与传感过程。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 生物传感器

1．1．1 生物传感器简介

1．1．2 生物传感器的构成

1．1．3 生物传感器的分类

1．2 ATP与核酸适配体

1．2．1 ATP简介

1．2．2 核酸适配体的研究

1．3 荧光分析与荧光探针

1．3．1 荧光分析概述

1．3．2 荧光共振能量转移的研究

1．3．3 荧光探针概述

1．4 智能纳米反应器

1．4．1 智能纳米反应器简介

1．4．2 智能纳米反应器分类

1．5 课题的意义及主要内容

1．5．1 课题的意义

1．5．1 课题的主要内容

第二章 多功能人工仿生细胞微囊的制备与表征

2．1 实验试剂与仪器

2．1．1 实验试剂

2．1．2 实验仪器

2．2 实验步骤

2．2．1 Fe3O4磁性纳米粒子的制备

2．2．2 Au纳米粒子的制备

2．2．3 Fe3O4／Au纳米粒子的制备

2．2．4 Fe3O4／Au／SiO2-MPS纳米粒子的制备

2．2．5 Fe3O4／Au／SiO2／PNIPAM的制备

2．2．6 Fe3O4／Au／void／PNIPAM的制备

2．2．7 实验表征

2．3 结果与讨论

2．3．1 Fe3O4磁性纳米粒子的表征

2．3．2 Au纳米粒子的表征

2．3．3 Fe3O4／Au纳米粒子的表征

2．3．4 带有碳碳双键修饰的 Fe3O4／Au／SiO2微球的表征

2．3．5 Fe3O4／Au／SiO2／PNIPAM纳米复合微球的表征

2．3．6 Fe3O4／Au／void／PNIPAM纳米蛋壳微球的表征

2．4 结论

第三章 ATP适体探针的制备及对其小分子ATP检测的研究

3．1 实验试剂与仪器

3．1．1 实验试剂

3．1．2 实验仪器

3．1．3 实验所用DNA序列

3．1．4 缓冲溶液的配置

3．2 实验步骤

3．2．1 16nm的金纳米粒子的合成

3．2．2 Au纳米粒子与DNAl的连接(Au-DNAl)

3．2．3 荧光共振能量转移体系的构建

3．3 结果与讨论

3．3．1 金纳米粒子的合成及表征

3．3．2 Au-DNA的合成与表征

3．3．3 荧光共振能量转移体系的构建

3．3．4 荧光适体传感器的灵敏度和选择性

3．3．5 荧光适体传感器的稳定性

3．4 结论

第四章 ATP适体探针在微囊内部的固定及ATP仿生信号的传导与传感过程

4．1 实验试剂与仪器

4．1．1 实验试剂

4．1．2 实验仪器

4．1．3 实验所用DNA序列

4．1．4 缓冲溶液的配置

4．2 实验步骤

4．2．1 Fe3O4／Au／void／PNIPAM仿生细胞的制备

4．2．2 适体探针在仿生细胞内部的连接及FRET体系的构建

4．3 结果与讨论

4．3．1 Fe3O4／Au／void／PNIPAM仿生细胞的表征

4．3．2 荧光共振能量转移体系供受体对的选择

4．3．3 荧光共振能量转移体系的构建

4．3．4 仿生细胞内适体探针的灵敏性与选择性

4．3．5 仿生细胞内适体探针检测条件的优化

4．4 结论

第五章 结论

参考文献

发表论文和参加科研情况

致谢