納米光纖DNA生物傳感器研制及基因診斷.pdf

1、納米光纖DNA生物傳感器因其獨特的光學特性和納米級的敏感元件等優(yōu)越性能，能在生物體組織、細胞內物質的檢測和基因診斷及堿基突變檢測等方面受到了廣泛的應用。本論文研究和制作了納米光纖DNA生物傳感器，并將其應用于基因的診斷。在這個研究中，我們首先制作了納米光纖DNA生物傳感器，其后分析了光在納米光纖的傳播特性；檢測了納米光纖傳感器的特性，并表征了它的傳感性能；設計和制作了用于光纖傳感器測試、診斷用的多功能型樣品池，最后，將此傳感器應用于對堿

2、基缺損和突變等基因畸變診斷。在這些研究中，我們的主要成果和創(chuàng)新點概括如下：
　　 ⑴通過對納米光纖探針的結構及光學特性展開分析，我們將光纖制作成連續(xù)錐形的納米光纖結構，并對光纖探針進行優(yōu)化設計。
　　 ⑵采用靜態(tài)的HF管腐蝕刻方法，研究了不同濃度蝕刻液和不同蝕刻時間對納米光纖頭幾何構型的影響，并通過掃描電鏡（SEM）表征不同光纖頭的幾何形狀，實驗結果顯示，該納米光纖的錐形尖端大小約100nm，且表面較為光滑，并呈現出連續(xù)

3、錐形納米光纖的結構。
　　 ⑶采用SEM和能譜儀（EDS）檢測納米光纖表面微結構的成分；建立了熒光分析法檢測光纖頭硅烷化的反應體系。通過對未活化和活化的納米光纖的比較，發(fā)現未活化的光纖在SEM-EDS檢測方法中未檢測出碳元素，而活化的光纖則檢測出碳元素；未活化的光纖在熒光分析檢測方法中無熒光，而活化的光纖則有熒光，實驗表明，硅烷化分子固定到納米光纖上。這為納米光纖生物傳感器敏感元件的制備提供了新的檢測方法。
　　 ⑷采用

4、靜電吸附和共價鍵合相結合將Oligo DNA靶分子，固定在硅烷化的納米光纖尖端，并設計和制作了可收縮納米光纖DNA探針；還通過SmartSpecTM Plus核酸蛋白測定儀檢測了固定在納米光纖上的Oligo DNA靶分子量。
　　 ⑸研究了基于納米光纖DNA生物傳感器的樣品池的設計及信號收集裝置的制作。采用獨特的錐形腔體平面聚光鏡組，通過調節(jié)鏡面角度可光信號進行調制，增大光信號的耦合效率，提高該傳感器的靈敏度，并與熒光光譜儀匹配

5、，利用光子計數檢測器進行信號的處理，提高該傳感器的靈敏度。
　　 ⑹將制作的納米光纖DNA生物傳感器進行了基本性能的測試實驗，結果顯示，該傳感器的響應時間為15min左右；最低檢測限約為8nmol/ml，其檢測范圍為8-57nmol/ml，且重現良好；再生條件為升溫到90℃；使用壽命約為50天。
　　 ⑺制作的納米光纖DNA生物傳感器應用于堿基突變檢測，實驗結果表明，不同堿基突變數目（1、2和4個堿基突變及完全不互補鏈）