基于靶标循环策略的高灵敏DNA生物传感器构筑研究
核酸作为生命的最基本物质之一，广泛存在于动植物细胞和微生物体内，并常在生物分析、疾病诊断和食品安全等方面充当分析标志物，因此，发展设计简单、易于操作和灵敏快速的核酸等温检测新方法成为核酸检测领域的主要目标，这也是本论文的主要研究内容。本论文基于靶标循环及信号放大策略，构筑得到了三种新型DNA生物传感检测平台，实现了对核酸高灵敏、高选择性分析检测。主要内容如下: 1.利用靶标循环自催化策略，发展了一种无标记、超灵敏的电化学方法检测DNA。该方法具有探针设计简单，灵敏度高，可靠性高等特点。在电极表面组装茎环DNA，抑制了[Fe(CN)6]3-/4-向电极表面的扩散。靶标DNA存在时，打开茎环。在聚合酶的辅助作用下实现靶标循环，此为第一步循环;然后在切刻内切酶和外切酶的作用下，实现了次级靶标的循环，完成第二步循环。利用两步循环放大，实现了对靶标的高灵敏检测，检测限达到10fM。此外，还可以扩展到其它分析物的检测应用中，同时为发展无标记、超灵敏电化学生物传感器提供了新的思路。 2.利用催化茎环自组装策略，发展了一种无酶、高灵敏的方法，实现对靶标DNA的电化学高灵敏检测。我们设计了两个茎环DNA，靶标DNA存在时，催化茎环自组装成双链，能够与电极表面的探针杂交，使二茂铁靠近电极表面，产生电化学信号。该策略在探针的设计，传感器的制造以及无酶操作等方面具有简单快速的优势。此外可以简单的扩展到广谱多分析物检测。我们提出的链置换反应的调控技术，在未来的生物分析和DNA纳米技术方面具有巨大的应用潜力。 3.利用Y字型探针的组装，基于聚合酶辅助靶标循环和λ-外切酶辅助酶切循环的双循环策略，建立了一种简单快速，高灵敏的荧光传感平台，检测DNA。我们设计了一个茎环探针，靶标存在时，与茎环探针识别杂交并将其打开。打开的茎环与辅助DNA进一步杂交结合，进而协同打开荧光分子灯标，产生荧光信号。然后聚合酶和λ-核酸外切酶辅助实现信号放大。该方法在疾病的诊断，和医疗救治方面有广泛的应用。
医学工程;脱氧核糖核酸;生物传感器;靶标循环策略
青岛科技大学
硕士
无机化学
刘树峰
2015
中文
R318.6
81
2015-09-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）