基于DNA與新型材料的熒光生物傳感器的構建及應用研究.pdf

1、近年來，熒光生物傳感器的設計逐漸成為生命分析領域的研究熱點。傳感器的靈敏度是衡量傳感器性能的重要指標之一。目前，提升熒光傳感器的靈敏度主要有兩種途徑：一是利用酶切循環(huán)放大信號技術；二是引入強的熒光猝滅劑。金納米顆粒（Au NPs）、碳納米管（CNTs）、氧化石墨烯（GO）等新型材料被發(fā)現(xiàn)對染料標記的 DNA探針具有強的熒光猝滅能力，因此被廣泛地應用于 DNA熒光生物傳感器的設計中。這些新型熒光猝滅劑的使用可大大降低背景信號，有效地提高傳

2、感器的靈敏度?；谝陨蟽煞N途徑，本論文分別展開了相應的研究。首先，利用核酸外切酶Ⅲ（Exo Ⅲ）輔助信號放大的方法設計了檢測核酸內切酶活性的高靈敏度的熒光生物傳感器。其次，本論文選擇了特定尺度的α-Fe2O3 NPs，基于四齒羧酸與金屬鋇元素構筑的金屬有機骨架材料（MOFs），三嗪與哌嗪構筑的多孔有機骨架材料（POFs）三種合成簡單、性質穩(wěn)定、成本低廉的材料作為新型熒光猝滅劑。利用上述三種新型熒光猝滅劑，本論文制備了具有高靈敏度的檢測生

3、物分子的新型熒光生物傳感器。本論文具體研究內容如下：
　　1、在第二章中，利用酶切循環(huán)放大技術構筑了分析限制性核酸內切酶活性的DNA熒光生物傳感器。Exo Ⅲ輔助信號擴增方法的引入有效地提高了該傳感體系的靈敏度，對核酸內切酶EcoRI的檢出限可達0.57U mL-1。由于核酸內切酶對底物鏈 DNA具有特異性識別功能，因此本傳感器具有良好的選擇性。此外，將底物鏈DNA的識別序列進行修改后，本方法還可用于其它核酸內切酶活性的分析。

4、r>　　2、在第三章中，研究了不同尺寸的α-Fe2O3材料與核酸之間的相互作用。研究發(fā)現(xiàn)只有納米尺寸的α-Fe2O3粒子對不同結構的核酸具有不同的吸附能力。此外，α-Fe2O3 NPs還可作為單鏈DNA探針良好的熒光猝滅劑。上述特性使α-Fe2O3 NPs能夠被應用于生物傳感器的設計中。本論文中利用操作簡單的“混合-檢測”策略，以α-Fe2O3 NPs為傳感平臺設計了檢測核酸的DNA熒光生物傳感器。
　　3、在第四章中，利用鋇元素

5、作為節(jié)點，與含有酰胺鍵的四齒羧酸配體H4L構筑了金屬有機骨架材料[Ba2(L)(H2O)]·(DMF)0.5(H2O)3（配合物1）。配合物1對染料標記的不同長度的單鏈DNA探針具有不同的猝滅能力，利用該特性設計了分析脫氧核糖核酸酶Ⅰ（DNaseⅠ）活性的熒光生物傳感器。該傳感器具有不同于文獻中所報道的基于金屬有機骨架材料所構建的檢測體系的傳感機理。
　　4、在第五章中，考察了三嗪與哌嗪為構筑單元的多孔有機骨架材料PAF-6對染料