用于檢測汞離子及腺苷的DNA生物傳感器研究.pdf

1、汞離子是一種在環(huán)境中普遍存在的污染物,其毒性非常大,不易被降解,并能通過甲基化作用轉(zhuǎn)化成有機(jī)汞,并通過食物鏈產(chǎn)生富集效果,最終導(dǎo)致在人體內(nèi)積累,對人類的健康和生命造成嚴(yán)重的威脅。汞能引起很多嚴(yán)重的疾病,例如:對DNA的破壞,對腎和肝臟的破壞,對大腦以及引起中樞神經(jīng)的破壞、使心肌梗死的危險(xiǎn)增大等。因此,對環(huán)境中的汞離子污染進(jìn)行檢測與監(jiān)控十分必要,而且有很重要的意義。
　　 近年來核酸適體得到了廣泛的研究與應(yīng)用。利用核酸適體高特異性

2、結(jié)合目標(biāo)物的特性發(fā)展的生物傳感器對代謝物、DNA、蛋白質(zhì)等物質(zhì)進(jìn)行臨床疾病的快速、準(zhǔn)確的檢測與監(jiān)控,是分析化學(xué)中非常熱門的研究課題之一。在本研究論文中,主要包括以下兩方面內(nèi)容:
　　 (1)基于T-Hg2+-T結(jié)構(gòu)構(gòu)建的汞離子傳感器
　　 在第二章中,我們研制了一種基于T-T堿基錯配特異性鍵合汞離子的熒光傳感器用于汞離子的檢測。該傳感器由兩條分別標(biāo)記了熒光基團(tuán)(F)和淬滅基團(tuán)(Q)的DNA探針組成,并且含有兩對用于結(jié)合汞

3、離子的T-T錯配堿基。實(shí)驗(yàn)考察了溫度對傳感器的影響,以及其它金屬離子的干擾。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該傳感器選擇性好,動力學(xué)響應(yīng)范圍為50nM到1000nM,檢測下限為79nM。
　　 在第三章中,結(jié)合鏈置換的原理,研制了一種新型的用于檢測水溶液中汞離子的電化學(xué)生物傳感器。該傳感器的基底是在電極表面利用1,6-二巰基己烷組裝了一層金納米顆粒,這種結(jié)構(gòu)可以增加探針在電極表面的固定量,而且,有利于電子的傳遞。一條與汞離子特異結(jié)合的探針與電極表

4、面固定的探針雜交。在汞離子存在的情況下,胸腺嘧啶與汞離子形成T-Hg2+-T結(jié)構(gòu),破壞了兩條探針的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),使得汞離子特異結(jié)合探針從電極表面脫離。因此,吸附在電極表面剩余DNA上的電活性指示劑-亞甲基藍(lán)會減少,導(dǎo)致了電流信號的減弱。這種氧化還原電流的改變可以反映被分析物的濃度。而且,在一定范圍內(nèi),電流信號與目標(biāo)物濃度的對數(shù)呈線性關(guān)系,目標(biāo)物濃度可達(dá)500 nM,檢測下限為0.3 nM。該傳感器有很好的靈敏度、選擇性,并且可運(yùn)用在實(shí)際樣品

5、的檢測中。
　　 (2)基于核酸適體檢測腺苷的熒光生物傳感器
　　 在第四章中,基于核酸適體對目標(biāo)物的強(qiáng)親合力和高識別性,研制了一種以腺苷為分析模型的靈敏、特異的新型熒光分析方法。該方法應(yīng)用了兩種納米材料標(biāo)記的核酸探針-核酸適體修飾的磁性納米顆粒和核酸探針P1修飾的金納米顆粒。利用腺苷誘導(dǎo)核酸適體的構(gòu)型轉(zhuǎn)換導(dǎo)致與其雜交的金標(biāo)核酸探針被置換,置換下來的納米金標(biāo)記物進(jìn)而催化抗壞血酸將銅離子還原為金屬銅并沉積在金納米顆粒上,使