基于分子信标及链置换分子机器技术生物传感器制备

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1、青岛科技大学研究生学位论文基于分子信标及链置换分子机器技术的生物传感器的制备摘要肿瘤细胞作为一类非正常增殖细胞，严重威胁到人类生命健康，因此早期的预防与诊断对于患者的康复具有有重要的意义。近年来，肿瘤标志物和肿瘤细胞实现准确而灵敏的检测成为人们研究的热点。本论文主要研究了基于分子信标及分子机器的新型生物传感器，并结合链置换反应放大技术、磁性分离技术和室温下分子信标放大技术将此传感器应用在肿瘤标志物端粒酶的分析检测当中，取得了较理想的结果。本论文的主要内容包括以下三个部分：1．本体系基于分子信标技术和链置换反应

2、信号放大的特性，设计了一种新颖的DNA生物传感器，实现了对端粒酶的特异性高灵敏检测。分子机器链置换信号放大技术结合茎环荧光探针组成了荧光信号的双循环放大结构。实验中分子机器信号放大过程可以自动运行，并实现信号的指数性放大。它是采用Ts前体与端粒酶作用驱动反应的进行，多次链置换反应置换出信号DNA，实现信号DNA的指数性富集放大。在这里我们采用茎环结构作为荧光信号的携带者和双循环放大的检测主体，链置换反应信号放大过程富集的信号DNA链与茎环结构互补，茎环结构打开为双链DNA，在切割内切酶作用下，特异性识别剪断与

3、信号DNA链互补的茎环荧光探针，信号DNA与荧光探针片段解旋，荧光基团与淬灭基团分离，荧光信号从而增强，分离出的信号DNA再次结合茎环荧光探针实现信号的循环放大，最终构建出一种高灵敏度检测端粒酶的生物传感器。在优化的条件下最低可以检测到端粒酶的浓度为2．5×10。4gmL～。同时由于端粒酶具有特异性催化的特性，该体系对靶分子具有良好的选择性，其他类型的酶对端粒酶的检测干扰fl{d,，故该体系为临床医学和生物分析提供了一种新的分析方法。2．本体系研究了影响金纳米粒子淬灭荧光素的一些因素，并基于ATP与ATP适体

4、特异性结合的原理，结合金纳米粒子对近距离荧光基团的淬灭作用，设计了检测ATP的新型生物传感器。在优化的实验条件下最低可以检测到6×104gmL。1浓度的ATP含量，为实现快速、特异性检测ATP含量开创了新的理论依据和实验路径。基于分子信标及链置换分子机器技术的生物传感器的制备3．Lumin01．H202．C02+流动注射化学发光体系的研究。Lumin01．H202．C02+流动注射化学发光体系的发光强度受多种因素的影响，本工作对该体系的各种检测条件进行了优化，最终确定Luminol溶液的最佳浓度为5．0×10

5、～M、H202溶液的最佳浓度为1．0×10一M，C02+溶液的最佳pH值为4，并初步提出和讨论了Luminol—H202．C02讹学发光体系反应机理。关键词：端粒酶；分子信标；分子机器；茎环荧光探针；纳米金粒子；三磷酸腺苷；鲁米诺体系II．青岛科技大学研究生学位论文PREPARATl0N0FNOVELDNAB10SENSORBASED0NMOLECULARBEACONSANDSTRANDDISPLACEMENTOFMOLECULARMACHINEABSTRACTTumorcell。acellofabnorma

6、lreproductioninthebody，whichisoneofthemostthreateningdiseasesofthehumanbeing．Therefore，earlypreventionanddiagnosisplaysanessentialrolefortherehabilitationofpatientsinmodemmedicine．Theaccurateandsensitiverecognitionanddetectionoftracetumorbiomarkersandcancer

7、cellsbecomeafocusofattention．Thisthesisconstructsnovelbiosensorswiththesecharacteristicsofmolecularbeaconandmolecularmachines．includingtheamplificationofmagneticseparation．bio-barcodeandisothermalcircularstranddisplacementpolymerizationreaction．Itwithhighse

8、nsitivity．goodselectivityaswellasbeingeasytominiaturizationandautomatehasbeenappliedinthedetectionoftelomeraseactivity．Themainjobsofthispapercanbeconcludedasfollows：1WedesignedanovleDNAbiosensorswithhi