基于碳納米管和DNA連接反應的生物傳感平臺的應用研究.pdf

1、隨著科學技術的發(fā)展，對特定序列的DNA、酶及生物小分子的檢測得到了飛速發(fā)展，基因疾病的診斷和治療的機理逐漸被揭開。由于碳納米管具有特殊的力學、電學等多種優(yōu)越性能，因而被廣泛應用于化學、傳感、生物醫(yī)學等諸多方面。它可以與核酸結合作為分子識別平臺，產(chǎn)生和放大檢測信號。碳納米管與單雙鏈DNA的結合能力的不同，可以分散或團聚碳納米管。與此同時，影響生物體遺傳活動的E.coli連接酶可以催化相鄰DNA鏈的5'磷酸末端和3'羥基末端以磷酸二酯鍵結合

2、兩條DNA短鏈并與模板DNA互補。因此將DNA連接反應與碳納米管結合可以提高分子的識別能力并構建新的信號輸出平臺。
　　本論文集中研究核酸分子和碳納米管的非共價相互作用，將DNA連接反應與碳納米管有機結合，采用時間分辨熒光檢測和熒光各向異性檢測的方法對核酸、生物酶進行高靈敏度高選擇性的熒光檢測，不易發(fā)生光漂白，不受散射光干擾，適宜于復雜環(huán)境的生物學檢測。本文的研究內容包括如下:
　　1.基于碳納米管(SWNTs)和連接酶時間

3、分辨檢測單堿基突變?；谔技{米管與核酸單雙鏈的結合能力不同、核酸間的連接酶反應和碳納米管對稀土配合物的熒光猝滅作用，完成了對單堿基突變的時間分辨熒光檢測。E.coli連接酶對單堿基突變有很高的辨識度，當反應中存在堿基錯配時，反應效率下降，單鏈DNA吸附在碳納米管表面，離心后取上層液體加入稀土配合物，稀土配合物可通過π-π堆積作用吸附到碳納米管表面，熒光猝滅。采用時間分辨的方法檢測熒光強度，此方法不需標記、靈敏度高且可以在復雜生物環(huán)境中實

4、現(xiàn)單堿基突變的檢測。
　　2.基于碳納米管(SWNTs)熒光各向異性檢測連接酶活性。E.coli連接酶催化兩條單鏈DNA與模板DNA形成雜交體，形成DNA雙鏈的數(shù)目與酶活性成正比，SYBRGreenⅠ(SGⅠ)選擇性嵌入雙鏈DNA，加入碳納米管后雙鏈不能吸附在其上。離心后上層清液留下嵌入SGⅠ的DNA雙鏈，熒光各向異性值較小。當體系中不存在E.coliDNA連接酶時，探針ssDNA和染料SGⅠ都會吸附到碳納米管表面，離心后纏繞著D