荧光共振能量转移在DNA检测中的应用研究

摘要

DNA序列的检测与疾病诊断、基因检测密切相关，已经成为研究的热点。随着纳米粒子在DNA传感器中的应用，许多光学方法采用纳米粒子用于检测，如：比色检测、荧光共振能量转移(FRET)、表面等离子体共振分析等。与传统的化学方法相比，荧光共振能量转移方法有更高的灵敏度和简便性。本文就是研究了一种新型的纳米荧光共振能量转移体系。 本文以DNA修饰的16nm的纳米金粒子作为能量受体、DNA修饰的巯基丙酸包裹的CdTe量子点为能量供体构建荧光共振能量转移体系。通过选择合适粒径的纳米金粒子和CdTe量子点，考察了纳米金粒子的吸收光谱与CdTe量子点的发射光谱的重叠重度，发现大于95％的光谱重叠可以促进荧光共振能量转移的发生。 采用荧光光谱对探针进行表征，探针的荧光强度较弱，加入目标DNA后，探针的双链被打开，CdTe纳米粒子和纳米金粒子的距离变大，CdTe发出的荧光不能被纳米金粒子吸收，荧光强度变大。考察了DNA链长、供受体比例、pH值、放置时间以及不同量目标对探针体系的影响，得出探针合成的最优条件：DNA链长相隔6个碱基、CdTe/Au=1：5、pH值为7.0、放置时间为2h。计算出探针的淬灭效率为74.6％，FRET半径为4.07nm，供受体间的距离为3.41nm。利用此荧光共振能量转移体系，根据荧光恢复强度的差别，对DNA单碱基错配进行了成功检测。

目录

文摘

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学位论文的主要创新点

前言

第一章绪论

1.1荧光共振能量转移方法的研究现状

1.1.1 F(o)rster能量转移理论

1.1.2 FRET分析方法和检测方法的发展

1.1.3 FRET技术的应用

1.2量子点的荧光共振能量转移在生物分析中的应用

1.2.1量子点发展概况

1.2.2量子点共振能量转移应用于蛋白特异性结合的检测

1.2.3量子点的共振能量转移在DNA生物传感器中的应用

1.3纳米金在生物分析中的应用

1.3.1纳米金概况

1.3.2纳米金标记技术及其优点

1.3.3纳米金在生物标记分析中的应用

本课题的提出

第二章DNA修饰金纳米粒子的合成与表征

2.1实验试剂及仪器

2.1.1实验试剂

2.1.2仪器

2.1.3实验所用DNA序列

2.1.4实验用缓冲液的配制

2.2实验方法

2.2.1金纳米粒子的合成

2.2.2金纳米粒子的表征

2.2.3金纳米粒子与DNA的连接

2.3结果与讨论

2.3.1金纳米粒子表征

2.3.2 DNA与金纳米粒子的连接及表征

本章小结

第三章DNA修饰CdTe量子点的合成与表征

3.1实验试剂和仪器

3.1.1试剂

3.1.2仪器

3.1.3实验所用DNA序列

3.2实验方法

3.2.1 CdTe半导体纳米粒子的合成

3.2.2 CdTe半导体纳米粒子量子产率的计算

3.2.3 CdTe半导体纳米粒子与DNA的连接

3.2.4 CdTe-DNA的表征

3.3结果与讨论

3.3.1CdTe半导体纳米粒子的表征

3.3.2 CdTe-DNA的制备及表征

本章小结

第四章荧光共振能量转移体系的构建及评价

4.1实验试剂和仪器

4.1.1试剂

4.1.2仪器

4.1.3实验所用DNA序列

4.2实验方法

4.2.1探针合成及DNA检测

4.2.2探针表征

4.2.3荧光共振能量转移效率的计算

4.3结果与讨论

4.3.1 CdTe量子点与金纳米相互作用研究(无DNA)

4.3.2能量给体和受体的选择

4.3.3探针体系的构建以及表征

4.3.4荧光共振能量转移体系的评价

4.3.5影响探针体系的因素

4.3.6单碱基错配DNA的检测

本章小结

第五章结论

参考文献

硕士期间发表论文情况

致谢