基于荧光共振能量转移的荧光DNA探针的研究

摘要

本文通过用CdTe/CdS/SiO2复合荧光纳米粒子作为能量供体，负载在二氧化硅/丙烯酸核壳结构微球上的金纳米粒子(SiO2-AA-AuNPs)为能量受体，制备了基于荧光共振能量转移(FRET)的荧光DNA探针。
　　 论文的第一章介绍了荧光DNA探针的研究现状和检测原理。对作为能量供体的量子点(QDs)和能量受体的金纳米粒子(AuNPs)的性质、制备方法、改性及其在生物传感器中的应用进行了简单的阐述。同时还对作为载体的聚合物微球进行了简单的介绍。
　　 论文的第二章采用经典的St(o)ber法成功制备了SiO2微球，并采用3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)对其进行了表面双键修饰，讨论了MPS的量对SiO2微球表面改性的影响，其中SiO2与MPS的质量分别比为1∶2，1∶4，1∶10，1∶20，用X射线光电子能谱(XPS)进行了微球表面元素含量的测定，结果表明，随着MPS的增加，微球表面的含碳量越多，也就是微球表面的双建含量越多。再通过以丙烯酸(AA)为单体，采用蒸馏沉淀聚合法合成了酸性有机壳层无机核微球，并将其与AuNPs进行自组装，再用TEM和紫外吸收光谱对其进行了表征，证明了将Au纳米粒子成功地自组装于微球表面。
　　 论文的第三章以巯基丙酸(MPA)为稳定剂，硫脲为硫原，在水相体系中制备了CdTe/CdS核壳型量子点。讨论了硫脲与镉的摩尔比对量子点荧光的影响，随着硫脲增加，量子点的荧光强度先增加后降低。在比例为2∶1时荧光强度达到了最大。然后采用反相微乳液法进行二氧化硅的包覆得到了高荧光的CdTe/CdS/SiO2复合纳米粒子。
　　 论文的第四章对第二章制备得到的CdTe/CdS/SiO2复合荧光纳米粒子进行羧基化改性后与氨基修饰的DNA自组装。将第一章制备得到的SiO2-AA-AuNPs与巯基修饰的DNA进行自组装，得到HS-DNA修饰的负载在SiO2-AA核壳结构微球上面AuNPs。以CdTe/CdS/SiO2为能量供体，SiO2-AA-AuNPs为能量受体，成功构建了荧光DNA探针，结果表明探针的检测性能较好，当探针体系中加入完全互补的目标DNA3时的荧光强度为探针自身荧光强度的1.92倍。而体系中加入单碱基错配的DNA4时的荧光强度仅为探针自身体系的1.28倍，说明该探针具有一定的特异性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 荧光DNA探针

1．1．1 荧光共振能量转移

1．1．2 荧光DNA探针的结构与检测原理

1．2 量子点简介

1．2．1 量子点的性质

1．2．3 量子点的合成

1．2．4 量子点的改性

1．2．5 量子点在生物传感器中的应用

1．3 金纳米粒子简介

1．3．1 金纳米粒子的性质和制备

1．3．2 金纳米粒子在生物传感器中的应用

1．4 聚合物微球简介

1．4．1 高分子微球

1．4．2 二氧化硅微球

1．4．3 核壳结构微球

1．5 本文的选题与设计思路

第二章 聚合物微球的合成及其与金纳米粒子的自组装

2．1 实验部分

2．1．1 实验试剂

2．1．2 实验仪器

2．1．3 实验步骤

2．2 结果与讨论

2．2．1 SiO2微球的合成

2．2．2 SiO2微球的表面改性

2．2．3 不加交联剂时核壳结构微球的制备

2．2．4 加交联剂时核壳结构微球的制备

2．2．5 金纳米粒子的制备及其与微球的自组装

2．3 本章小结

第三章 CdTe／CdS／SiO2复合荧光纳米粒子的制备

3．1 实验部分

3．1．1 实验试剂

3．1．2 实验仪器

3．1．3 实验步骤

3．2 结果与讨论

3．2．1 不同回流时间下CdTe量子点光学性质

3．2．2 不同回流时间下CdTe／CdS量子点的光学性质

3．2．3 单核与核壳型QDs光学性质的对比

3．2．4 单核与核壳型量子点量子产率的比较

3．3．5 硫尿与镉的摩尔比对量子点光学性质的影响

3．2．6 CdTe／CdS／SiO2复合荧光纳米粒子的表征

3．3 本章小结

第四章 探针的制备与检测

4．1 实验部分

4．1．1 实验试剂

4．1．2 实验仪器

4．1．3 所用的DNA序列

4．1．4 缓冲溶液的配制

4．1．5 实验步骤

4．2 结果与讨论

4．2．1 固相合成法制备DNA修饰的金纳米粒子

4．2．2 DNA修饰的CdTe／CdS／SiO2复合纳米粒子

4．2．3 荧光DNA探针的制备与检测

4．2．4 探针体系对单碱基错配DNA的检测

4．3 本章小结

第五章 结论

参考文献

发表论文和参加科研情况

致谢