金纳米粒子增强SPR生物传感器

摘要

近年来，各种新类型的生物传感器不断涌现，并得到广泛应用。SPR生物传感器代表了最先进和成熟的无标记光学生物传感技术，其具有能够直接、快速、实时检测生物分子相互作用动力学的特点，且无需标记或染色，因此，其被广泛应用于检测生物分子相互作用、临床诊断、食品及环境监控等领域。但同时，随着研究方向的不断拓展，研究内容的不断深入，人们对SPR生物传感器检测条件及水平提出了更高的要求，尤其是对提高其检测灵敏度的需求。
　　金纳米粒子(AuNPs)由于具有独特的光电特性、很好的生物相容性、易于修饰等特性，被广泛应用于光学、催化和生物等众多领域。其局域表面等离子体(LSPR)特性是其最引人关注的特性之一，使其成为了构建新型生物和化学传感器的优越支撑。
　　寡聚腺嘌呤(poly A)序列与金(Au)的相互作用，使得polyA能够通过可以匹敌Au-S键的强亲和力，与Au表面优先吸附。并且，通过控制锚其序列长度，可以控制DNA的接枝密度和构型，降低了其非特异性吸附，提高实验的可重复性。
　　本研究工作中，利用种子生长法，合成了4种不同粒径尺寸、单分散性较好的AuNPs;利用poly A与Au相互作用，将伸出段互补的DNA分别连接在Au基底及AuNPs表面上，成功实现了利用poly A在Au基底及AuNPs上固定DNA，控制其上DNA密度，并探索其与目标DNA的杂交行为;最后，利用“三明治”夹心结构，通过AuNPs-DNA结合物上伸出的目标DNA段、与Au基底上伸出的探针DNA段互补杂交，将AuNPs连接到SPR生物传感器表面，实现对传统SPR信号的增强作用，并研究了不同条件对其SPR信号增强效果的影响。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 生物传感器简介

1．2．1 SPR技术

1．2．2 SPR基本原理

1．2．3 SPR生物传感器特点

1．2．4 SPR生物传感器的应用

1．3 纳米粒子简介

1．4．1 金纳米粒子简介

1．4．2 AuNPs特性

1．4．3 AuNPs合成

1．4．4 AuNPs在DNA检测中的应用

1．5 金表面DNA的固定及密度控制

1．5．1 Au-S相互作用

1．5．2 Au-poly A相互作用

1．6．1 研究目的及意义

1．6．2 研究内容

2．1 实验主要试剂

2．2 实验主要仪器

2．3 主要实验过程

2．3．1 玻璃仪器清洗

2．3．2 AuNPs-DNA结合物的合成

2．3．3 金基底上DNA的固定

2．3．4 SPR信号检测

2．4 表征方法

2．4．2 透射电镜(TEM)

2．4．3 激光粒度仪

3 结果与讨论

3．1．1 AuNPs的合成

3．1．2 合成AuNPs浓度的计算

3．1．3 DNA在AuNPs表面的固定

3．1．4 DNA在AuNPs表面固定及杂交行为的影响因素

3．1．5 DNA在AuNPs表面的固定的TEM表征

3．2 DNA在Au基底上的固定

3．2．1 不同poly A长度DNA在Au基底上的固定

3．2．2 DNA在金基底上的固定动力学检测

3．3 SPR信号增强效果

3．3．1 AuNPs粒径对SPR信号的影响

3．3．2 AuNPs-DNA结合物浓度对SPR信号的影响

3．3．3 Au基底上poly A长度对SPR信号的影响

3．3．4 AuNPs-DNA上poly A长度对SPR信号的影响

4 结论

5 展望

参考文献

7 攻读硕士学位期间发表论文情况

致谢