新型dna探針納米材料生物傳感器的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

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1、ｍ學(xué)誦馬：１０２８５Ｈｊ學(xué)號(hào)２０１３４２１４０。ＩＪＵＮ＿ＳＯＯＣＨＯＷＩＶＥＲＳＩＴＹＩＵＪ＾ＨＩＢＳｌ＾ＨＵｉＳ！■■ｉ新型ＤＮＡ探針／納米材料生物傳感器的設(shè)計(jì)及應(yīng)用ｔｒｉａｌｓｆｏｒＢｏ化ｄｏｎＮｅｗＤＮＡＰｒｏｂｅｓａｎｄＮａｎｏｍａｅｉｓｅｎｓｏｒｓｓｅＳｅｎｔｅｃｔｉｏｎｏｆＮｕｃｌｅｉｃＡｃｉｄｓｓｉｔｉｖｅＤｅ趙慶成硏究生姓名劉解獅齡ｊ專業(yè)名稱材料科學(xué)與工程生物材料研究方向功能納米與軟物麵究院戶斤在院部￣２０１許４月ｌ論離如期

2、ｐ胃動(dòng)?jì)DＷ＃＾．：＂．Ｗｉ與：如嘛騎朝蘇州大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明，本人鄭重聲明：所提交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中己經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含其他個(gè)人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不含為獲得蘇州大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位證書而使用過的材料。對(duì)本文的研究作。出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均己在文中臥明確方式標(biāo)明本人承擔(dān)本聲明的法律責(zé)任。＜如ｋ？。：論文作者簽名：是欠私曰期干蘇州大學(xué)學(xué)位論文使用授權(quán)聲明規(guī)定，本人完全了解蘇州大學(xué)關(guān)于收集、保存和使用學(xué)位論文的目Ｐ：學(xué)位論文著作權(quán)歸屬蘇州大學(xué)

3、。本學(xué)位論文電子文檔的內(nèi)容和紙一質(zhì)論文的內(nèi)容相致。蘇州大學(xué)有權(quán)向國(guó)家圖書館、中國(guó)社科院文獻(xiàn)信息情報(bào)中必、中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所（含萬方論數(shù)據(jù)電子出版社）、中國(guó)學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社送交本學(xué)位文的復(fù)他印件和電子文檔，允許論文被查廚和借閱，可１＾＾１采用影印、縮印或其復(fù)制手段保存和匯編學(xué)位論文，可１＾＾＞將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索。涉密論文〇適本學(xué)位論文屬在年＾月解密后用本規(guī)定。非涉密論文必論文作者簽名：Ａｉ於如曰期：午１導(dǎo)師簽名：方裝曰期：興（各作１新型DNA探針/納米材料生物傳感器的設(shè)計(jì)及應(yīng)用中文摘要

4、中文摘要近年來，在分子診斷，藥物研發(fā)和食品安全等領(lǐng)域開發(fā)可快速檢測(cè)、高可靠性、易使用且低成本的生物傳感器，具有重要的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用需求。DNA是生物遺傳信息的主要承擔(dān)者，近年來，隨著DNA技術(shù)的迅速發(fā)展，多種致病物質(zhì)的核酸序列已被掌握，因此在基因治療和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，盡早及準(zhǔn)確的檢測(cè)致病物質(zhì)的DNA的序列是十分重要的。本論文圍繞DNA檢測(cè)為目的開展了以下三個(gè)方面的工作：(1)氧化石墨烯(GO)具有獨(dú)特的物理結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)，在生物分子檢測(cè)領(lǐng)域獲得研究者的廣泛關(guān)注，同時(shí)環(huán)金屬銥(Ir(III))配合物以其優(yōu)良的光物理性質(zhì)在生物領(lǐng)域一直是研究的熱點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，我們首先合成了帶有羧基官能團(tuán)

5、的Ir配合物(Ir-COOH)，再將其用N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)活化得到Ir-NHS。通過研究Ir-COOH與GO之間的相互作用，證明與傳統(tǒng)的有機(jī)熒光染料FAM相比，由于存在靜電吸附的作用，GO與Ir-COOH之間具有更強(qiáng)的相互作用力，因此Ir-COOH能穩(wěn)定的吸附在GO表面，兩者之間產(chǎn)生熒光共振能量轉(zhuǎn)移效應(yīng)(FRET)使得Ir-COOH的熒光被高效的淬滅。(2)我們利用Ir-NHS中的活性酯基團(tuán)將Ir配合物作為熒光染料標(biāo)記在單鏈DNA(ssDNA)的末端形成Ir-ssDNA熒光探針，結(jié)合GO作為淬滅平臺(tái)構(gòu)建了基于GO-Ir-ssDNA的生物傳感器用于目標(biāo)DNA靈敏和特異性的檢測(cè)

6、。同時(shí)，我們比較了Ir配合物與傳統(tǒng)熒光素FAM的抗光漂白能力，結(jié)果表明在基于氧化石墨烯-FRET的檢測(cè)體系中，Ir-ssDNA探針的光穩(wěn)定性明顯強(qiáng)于FAM-ssDNA。(3)利用核酸外切酶III(ExoIII)引發(fā)目標(biāo)DNA循環(huán)反應(yīng)，結(jié)合表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)檢測(cè)手段，采用“signal-on”的檢測(cè)策略，設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)單易行的SERS生物傳感器。ExoIII酶能對(duì)雙鏈DNA結(jié)構(gòu)作用，降解雙鏈結(jié)構(gòu)中的探針DNA，產(chǎn)生一段標(biāo)記有Cy5染料分子的殘余DNA，并將目標(biāo)DNA從雙鏈結(jié)構(gòu)中分離出來，使其繼續(xù)與未反應(yīng)的探針DNA結(jié)合形成雙鏈，如此反復(fù)循環(huán)產(chǎn)生大量的殘余DNA。殘余DNA會(huì)被表

7、面修飾有金納米顆粒的SERS基底捕獲從而產(chǎn)生信號(hào)。借助該SERS生物傳感器我們實(shí)現(xiàn)了MnSOD基因序列的高靈敏性和特異性檢測(cè)，I中文摘要新型DNA探針/納米材料生物傳感器的設(shè)計(jì)及應(yīng)用且具有良好的重現(xiàn)性。本工作構(gòu)建的基于GO-Ir-ssDNA及酶循環(huán)放大的SERS生物傳感器能夠靈敏且特異性地實(shí)現(xiàn)目標(biāo)DNA分子的檢測(cè)。這一研究成果有可能為基因治療和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中核酸序列的測(cè)定提供新的設(shè)計(jì)思路，并最終為疾病的診斷與治療做出貢獻(xiàn)。關(guān)鍵詞：氧化石墨烯，銥(III)