dsDNA-SYBR GreenⅠ复合物光催化可视化检测DNA及铀酰离子

摘要

核酸染料SYBR GreenⅠ能够通过与双链DNA（dsDNA）结合大幅度提升其荧光性能，而广泛用于荧光生物传感器的构建。相比于荧光检测，可视化检测法方法只需凭借肉眼直接对目标物进行半定量分析，具有简单、直观、无需复杂大型仪器等优点。本论文研究的目的在于构建dsDNA-SYBR GreenⅠ(SG)的光催化可视化体系，以用于低背景、高灵敏且无标记的检测DNA及铀酰离子，主要开展以下两个方面的工作:
　　(1)建立了一种dsDNA-SYBR GreenⅠ光催化可视化传感体系，用于DNA的高灵敏检测。我们发现核酸染料SG与dsDNA结合后，在蓝色LED光照下，能够光催化3，3'，5，5'-四甲基联苯胺(TMB)。对其光催化氧化的机理进行研究，表明单线态氧在光催化氧化过程中起主导作用。实验考察了影响光催化可视化的重要因素，包括溶液pH、dsDNA种类、DNA链长度、SG浓度、SG与dsDNA孵育时间、显色剂种类等。在最佳实验条件下，该光催化可视化体系能够检测低至0.05 nM的DNA;采用分光光度法检测，其线性范围为0.05 nM-1000 nM，检出限可达0.024 nM。相比于已报道的G-四聚体DNAzyme催化显色法，该光催化体系对序列要求低，可用于任意能形成dsDNA的序列，故应用范围更为广泛。将该法应用于DNA传感检测，具有简便、背景低、灵敏度高等优点，也有望应用于蛋白质、小分子、金属离子等的可视化检测。
　　(2)建立DNAzyme调制的dsDNA-SYBR GreenⅠ光催化可视化传感体系，用于检测UO22+。以UO22+为辅因子，激活DNAzyme，从而剪切酶链和底物链的双链复合物，造成双链区域解离，SYBR GreenⅠ的光催化能力下降，达到调制光催化氧化的目的，也可用于UO22+的检测。实验中考察了酶联序列结构、背景染料种类、体系中DNAzyme浓度、反应体系pH、反应体系乙醇比例、孵育时间、LED光照时间对可视化效果的影响。在最优条件下，最低可视化检测浓度可达0.5 ng mL-1;采用分光光度法，该体系对UO22+的检测在0.5-500 ng mL-1浓度范围呈现良好的线性。干扰实验表明，海水中常见金属离子对该体系检测UO22+无明显干扰。该体系已成功应用于海水样品中铀酰离子的检测，加标回收率良好，在93-104％之间。该方法简单直观，特异性高，抗盐能力强，有望应用于海水中铀酰离子的现场半定量检测。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．2 核酸染料

1．3 DNA传感器

1．3．1 DNA传感器检测方法的分类

1．4 DNA酶

1．5 铀酰离子特异性DNAzyme可视化传感器

1．5．1 金纳米DNA酶传感技术

1．5．2 G-四聚体传感技术

1．6 本论文的研究意义

第2章 dsDNA-SYBR Green Ⅰ复合物光催化可视化检测DNA

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 试剂和仪器

2．2．2 dsDNA-SG复合物的光催化可视化过程

2．2．3 光催化体系氧化机理的研究过程

2．2．4 光催化体系影响因素的研究过程

2．2．5 光催化可视化检测目标DNA

2．2．6 DNA传感器的选择性

2．3 结果与讨论

2．3．1 光催化可视化现象

2．3．2 光催化体系氧化机理的研究

2．3．3 光催化体系影响因素的研究

2．3．4 光催化可视化检测DNA

2．3．5 选择性考察

2．4 结论

第3章 DNAzyme调制的dsDNA-SYBR Green Ⅰ复合物光催化可视化检测铀酰离子

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 试剂和仪器

3．2．2 光催化可视化检测铀酰离子的初步现象

3．2．3 光催化可视化现象检测铀酰离子体系影响因素的研究

3．2．4 光催化可视化检测铀酰离子的重复性

3．2．5 光催化可视化检测铀酰离子的选择性

3．2．6 光催化可视化检测铀酰离子

3．2．7 海水样品的前处理

3．2．8 光催化可视化检测海水中的铀酰离子

3．3 结果与讨论

3．3．1 光催化可视化检测铀酰离子初步现象

3．3．2 光催化可视化现象检测铀酰离子体系影响因素的研究

3．3．3 光催化可视化检测铀酰离子的重复性

3．3．4 光催化可视化检测铀酰离子

3．2．5 光催化可视化检测铀酰离子的选择性

3．3．6 光催化可视化检测海水中的铀酰离子

3．4 结论

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果