基于生物亲和性纳米颗粒和分子探针的生物分析化学研究

摘要

随着生命科学的发展,人们对生命现象的研究已经深入到单细胞、单分子甚至核酸的单个碱基这样的层次,许多传统的分析方法和手段面临极大的挑战问题的焦点在于如何在更微观的尺度上原位、活体、实时、快速地获取、分析相关的生物化学信息?我们以生物纳米颗粒和分子探针为手段,研究了一系列痕量活性物质分析的新方法、新技术和新手段.合成了以荧光染料、半导体量子点或磁性材料为核的生物亲和性纳米颗粒,考察了纳米颗粒在动物体内外的生物安全性;以荧光纳米颗粒为基础发展了免疫荧光分析新方法,其灵敏度比传统方法提高了1000多倍;发展了基于纳米颗粒构建的纳米生物传感器,实现了对单细胞内pH值的测定.研究了基于磁性纳米颗粒的痕量DNA分离技术;发展了一种基于氨基化二氧化硅壳纳米颗粒的新型非病毒型基因载体,发现了一种新的纳米尺度效应,即纳米颗粒能明显保护结合在其表面的DNA,使其免受DNaseI的消化降解.发展了基于分子信标的核酸片段检测技术平台(NTFS),并开展了一系列核酸-蛋白质相互作用的研究工作.如核酸的酶切、磷酸化以及连接过程的实时监测,从而为DNA修复机制的深入研究提供强有力的手段.