各種納米材料對(duì)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的優(yōu)化及其機(jī)理的研究.pdf

1、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(Polymerase Chain Reaction,PCR)是一種在體外模擬體內(nèi)DNA復(fù)制的核酸擴(kuò)增技術(shù)。該技術(shù)是目前最常用、也最重要的分子生物學(xué)技術(shù)之一。然而,一些瓶頸問(wèn)題限制了PCR技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,如復(fù)雜背景下產(chǎn)物特異性的問(wèn)題、擴(kuò)增效率的問(wèn)題等。鑒于現(xiàn)有的優(yōu)化劑的單效性及副作用,需由新的技術(shù)理論和途徑尋找可改進(jìn)PCR技術(shù)的物質(zhì)。納米材料是一類具有特殊性能的、尺度為納米級(jí)的新型超細(xì)材料。納米材料的概念形成于80年代中

2、期,由于納米材料會(huì)表現(xiàn)出特異的光、電、磁、熱、力學(xué)、機(jī)械等性能,逐漸成為世界各國(guó)研究開(kāi)發(fā)的重點(diǎn),在信息存儲(chǔ)、催化、光吸收、發(fā)光、醫(yī)藥等領(lǐng)域展示了廣泛的應(yīng)用前景。能否利用納米結(jié)構(gòu)催化或調(diào)控PCR反應(yīng)是一個(gè)值得嘗試的選擇。
　　 本研究組在前期研究中發(fā)現(xiàn),納米金顆粒參與的PCR(Nano-particlePCR,NP-PCR)能夠顯著提高產(chǎn)物特異性等PCR的關(guān)鍵指標(biāo),納米材料是否均具有調(diào)控PCR過(guò)程的作用是個(gè)值得探討的問(wèn)題?；谶@點(diǎn)

3、考慮,本論文以再擴(kuò)增體系和大鼠Thy-1基因體系為篩選平臺(tái),對(duì)多種納米材料的優(yōu)化作用進(jìn)行了評(píng)估。
　　 研究結(jié)果表明:1)納米材料對(duì)PCR過(guò)程的調(diào)控具有普遍性,但隨物質(zhì)不同,調(diào)控能力有所差異。如金屬單質(zhì)納米材料、金屬氧化物納米材料、非金屬單質(zhì)納米材料、非金屬氧化物納米材料及樹(shù)枝狀聚合物(dendrimer)對(duì)PCR反應(yīng)均有很好的優(yōu)化作用,其中納米碳粉和表面50％乙?；牡谖宕鷺?shù)枝狀聚合物優(yōu)化效果尤其顯著。2)納米材料對(duì)PCR的調(diào)

4、控作用主要是通過(guò)與生物分子之間相互作用實(shí)現(xiàn)的。在PCR環(huán)境中,采用目測(cè)膠體溶液顏色變化、PCR擴(kuò)增、紫外吸收變化和PCS測(cè)量粒徑變化等方法研究了納米材料和PCR各組分的作用。并且分別研究了硬性納米材料(納米金、納米碳粉、納米二氧化鈦等)和軟性納米材料(樹(shù)枝狀聚合物)可能的作用,提出了兩種假設(shè)。硬性納米材料更傾向于與DNA聚合酶的靜電相互作用,我們認(rèn)為這可以對(duì)PCR反應(yīng)體系中參與擴(kuò)增的酶的用量進(jìn)行調(diào)節(jié),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)PCR非特異性擴(kuò)增的優(yōu)化。