光導(dǎo)波模譜技術(shù)及其應(yīng)用研究.pdf

1、光導(dǎo)波模譜技術(shù)(optical waveguide lightmode spectroscopy，OWLS)是一種利用隱逝場(chǎng)效應(yīng)，對(duì)表面過(guò)程進(jìn)行原位動(dòng)態(tài)研究的非標(biāo)記光學(xué)傳感器技術(shù)。與表面等離子共振相比，該技術(shù)在生物分子傳感等領(lǐng)域中的應(yīng)用沒(méi)有得到人們足夠的重視。本論文基于光導(dǎo)波模譜技術(shù)開(kāi)展了非標(biāo)記DNA-DNA結(jié)合蛋白相互作用、體外配體與受體的作用動(dòng)力學(xué)模型、單引物固相滾環(huán)擴(kuò)增動(dòng)力學(xué)模型、種子介導(dǎo)的納米顆粒生長(zhǎng)過(guò)程等一系列應(yīng)用研究工作，為

2、拓展光導(dǎo)波模譜技術(shù)在生物分子傳感以及納米材料生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)研究中的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。主要內(nèi)容如下：
　　 1、應(yīng)用光導(dǎo)波模譜技術(shù)研究DNA與DNA結(jié)合蛋白的相互作用。本研究通過(guò)設(shè)計(jì)能與NF-κB亞單位p50同源二聚體形成DNA-蛋白質(zhì)復(fù)合物、同時(shí)能與固定在傳感器芯片表面的DNA探針互補(bǔ)的寡核苷酸，構(gòu)建了一種新的非標(biāo)記DNA-DNA結(jié)合蛋白相互作用研究體系。利用這一體系成功地對(duì)不同樣品中NF-κB p50濃度進(jìn)行了檢測(cè)，最低檢測(cè)限達(dá)到0．

3、33 nM。研究了三條不同的NF-κB結(jié)合序列S1-1、S2-1和S3-1，比較了它們與NF-κB p50親和力。研究結(jié)果與文獻(xiàn)報(bào)道的電泳遷移率檢測(cè)得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致。
　　 2、建立了基于光導(dǎo)波模譜技術(shù)的體外血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子(VEGF)與其受體的作用動(dòng)力學(xué)研究模型。通過(guò)固定化VEGF，用光導(dǎo)波模譜法對(duì)溶液中VEGF受體進(jìn)行了檢測(cè)，研究了VEGF受體與VEGF作用的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，通過(guò)對(duì)不同濃度的受體分子的在線結(jié)合、解離的光導(dǎo)

4、波模譜數(shù)據(jù)的分析，擬合出相應(yīng)的結(jié)合、解離反應(yīng)速率常數(shù)分別為6．86±0．5×105 M-1 s-1和1．15±0．016×10-3 s-1。
　　 3、利用0WLS的RIM檢測(cè)模式對(duì)單引物固相滾環(huán)擴(kuò)增(rolling circleamplification，RCA)的動(dòng)態(tài)過(guò)程進(jìn)行研究。提出了一種直接由病毒基因組RNA制備滾環(huán)擴(kuò)增反應(yīng)單鏈環(huán)狀模板的方法，成功用于固相RCA。通過(guò)對(duì)OWLS實(shí)驗(yàn)的動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)分析，確定了固相RCA反應(yīng)在

5、開(kāi)始后的5小時(shí)達(dá)到平臺(tái)期。其中，在反應(yīng)初期dNTP的擴(kuò)散作用對(duì)反應(yīng)速率起主導(dǎo)作用，反應(yīng)速率最高達(dá)到0．04799 ng．cm-2．s-1。隨后，反應(yīng)速率變化主要和體系中dNTP濃度變化有關(guān)，這時(shí)該反應(yīng)是一級(jí)反應(yīng)，其反應(yīng)速率常數(shù)為1．8×10-3s-1。
　　 4、建立了基于OWLS的納米顆粒動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)研究平臺(tái)。利用OWLS的折射率測(cè)量模式和波動(dòng)測(cè)量模式，監(jiān)測(cè)了在種子介導(dǎo)的銀納米粒子生長(zhǎng)過(guò)程中芯片波導(dǎo)層折射率的變化動(dòng)態(tài)。研究表明，隨