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(nèi)物質(zhì)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(yīng)用。本論文研究和制作了納米光纖DNA生物傳感器，并將其應(yīng)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(shè)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(yīng)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，并對光纖探針進行優(yōu)化設(shè)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(gòu)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(jié)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(xiàn)出連續(xù)

3、錐形納米光纖的結(jié)構(gòu)。
　　 ⑶采用SEM和能譜儀（EDS）檢測納米光纖表面微結(jié)構(gòu)的成分；建立了熒光分析法檢測光纖頭硅烷化的反應(yīng)體系。通過對未活化和活化的納米光纖的比較，發(fā)現(xiàn)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(jié)合將Oligo DNA靶分子，固定在硅烷化的納米光纖尖端，并設(shè)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(shè)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(diào)節(jié)鏡面角度可光信號進行調(diào)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(shù)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(jié)果顯示，該傳感器的響應(yīng)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(xiàn)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(yīng)用于堿基突變檢測，實驗結(jié)果表明，不同堿基突變數(shù)目（1、2和4個堿基突變及完全不互補鏈）