基于分子轉子機理的DNA生物傳感研究.pdf

1、隨著人類基因組計劃的不斷研究發(fā)展以及越來越深入的流行性傳染病學分析探究，DNA傳感器在基因檢測分析、污染物檢測、微生物學等方面的應用越來越廣泛。DNA生物傳感器與傳統(tǒng)技術相比，具有分析快速、操作簡單、靈敏度高、污染低，并且還能達到分子識別、分離純化基因的效用。DNA由于其不僅有識別互補核酸的能力還能夠識別金屬離子、小分子、蛋白和細胞而被發(fā)展為生物傳感研究萬能的分子。DNA生物傳感器已經在基因疾病的研究上有著很廣泛的應用性，應用比較多的D

2、NA生物傳感器主要有熱敏型、電化學型、光學型、質量敏感型等類型。其中具有高靈敏性、高選擇性、操作簡單、快速，大都可以在均相溶液中反應等優(yōu)點的熒光DNA生物傳感器，越發(fā)受到研究者們的高度重視?；诖?，本論文選用了含空腔的DNA和G-四鏈體DNA兩種特殊DNA來設計研究熒光型DNA生物傳感器。利用此方法的快速、靈敏、背景低等優(yōu)勢，我們運用分子轉子的機理實現(xiàn)了SNP檢測及對鉀離子、汞離子的特異性、高靈敏檢測。主要研究內容如下:
　　1.

3、基于分子轉子硫磺素T(ThT)對含空腔DNA的選擇性識別研究
　　基于分子轉子機理，硫磺素T對含空腔的DNA特別是脫堿基位點(AP位點)DNA有特異性識別。這不僅為生物傳感的研究提供了新的思路，也為SNP檢測提供了一種新的、簡便的熒光增強方法。本文利用紫外可見吸收光譜，熒光穩(wěn)態(tài)，DNA熔點測定等表征方法對ThT與AP-DNA結合的特異性進行了研究。實驗結果表明:單獨的ThT在水溶液中熒光非常弱，與AP位點強烈結合，熒光顯著增強。且

4、其熒光特性隨脫堿基位點對面堿基及側翼堿基的不同而不同。與之前的檢測方法相比，這種方法的優(yōu)點是實現(xiàn)了多色熒光增強型堿基識別，提供了一種識別核苷酸堿基更加簡便、快速、有效的方法。
　　2.基于分子轉子熒光探針選擇性識別hybrid G-四鏈體和K+傳感研究
　　研究探針能夠對G-四鏈體結構的DNA的特異性識別而不受DNA自然結構影響仍然是一個挑戰(zhàn)。常用的大環(huán)熒光團不能夠滿足這個要求。因此，我們證明了硫磺素T(ThT)能夠作為一種

5、新穎的熒光探針來選擇性的識別G-四鏈體特別是hybrid構型的。本文采用了紫外可見吸收光譜，熒光光譜，和Tm實驗來證明這種結合的特異性。熒光增強是由于ThT結合G-四鏈體引起的BZT環(huán)和DMAB部分繞單的C-C鍵的扭轉運動受到限制而引起的。在熒光增強上的分子轉子機理用非轉子的ThT類似物證明了?；谶@些性質，設計了一個選擇性的、免標記的熒光K+傳感器。在100mM Na+存在下能夠檢測出1mM的K+。我們相信ThT在識別hybrid型G

6、-四鏈體和基于G-四鏈體的生物傳感上還有很多潛在的應用
　　3.基于分子轉子的DNA傳感對Hg2+的特異性檢測
　　我們設計了一種免標記、簡便、敏感度高、選擇性好的一種熒光DNA生物傳感器來檢測Hg2+。選擇的是一個特殊序列的寡核苷酸Tel22(5'-AGGGTTAGGGTT AGGGTTAGGG-3')，在K+存在下能夠形成特定構型的G-四鏈體。在無Hg2+存在時，ThT與Tel22結合有高的熒光，但當有Hg2+存在時，H