【硕士论文】基于新型表面等离子体子共振的生物传感技术的研究.pdf

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1、学校代号分类号气㈨，气～学号．．密级硕士学位论文基于新型表面等离子体子共振的生物传感技术的研究学位申请人姓名培养单位l一玲化学化L学垸导师姓名及职称f何敏教授羊小海副教授学科专业研究方向化。’，：11．物Tg感器论文提交Et期2005年11J澎幂失Ⅷ确㈨瀚哪硕士学位论文摘要生物传感器作为直接或间接检测生物分子、生理或生化过程相关参数的一种技术，它强大的生命力不仅在于它具有特异的生物分子识别功能。而且还在于它与现代物理、化学方法相结合，产生了一类灵敏、专一、微量、快速和准确的分析检测方法。因此，生物传感器在生物医学、环境监测、食品、医药等领域已得到了广泛应用，受到人们的普遍关注和重视

2、。本论文着重研究基于表面等离子体予共振技术和脱氧核酶的荧光传感技术，旨在发展和开发新型的生物传感器，具体研究工作如下：第一部分：基于表面等离子体子共振生物传感技术的研究1．胶体金增强表面等离子体子共振用于抗体的检测基于金属薄膜的表面等离子体子共振(SPR)生物传感技术，因具有样晶无需纯化标记等特点，被广泛的应用于生命科学领域，但其检测灵敏度因受仪器自身的限靠ll，制约了这一技术的应用范围。本研究工作将胶体金应用于SPR生物传感器，基于胶体金表面自由电子和金膜表面自由电子的电磁场耦合谐振作用以及胶体金颗粒表面富集效应，实现了对羊抗人IgG的灵敏检测，与没有胶体金标记的抗体检测信号相比

3、，检测下限改善近20倍。2．胶体表面等离子体子共振放大效应用于抗体的检测出于胶体金具有良好的生物适应性、稳定性和特殊的光物理性质，因此，，i以作为生物标记物而被广泛应用于分子生物学领域。本文基于胶体金单层和蛋F{质修饰的胶体金颗粒间的表面等离子体子共振波耦合作用放大信号，克服了因胶体金的表面等离子体子共振深度影响检测对象的局限性，发展了一种新的生物大分子的检测方法，实现了对羊抗人IgG的检测。该方法不必考虑探针和目标分了的大小对检测灵敏度的影响，具有良好的通用性。同时，这一检测方法不需要昂贵的实验仪器，操作简单，并有望制成点阵芯片。实现商通量检测。第二部分：基于DNAzyme的铅离

4、子荧光传感器随着超分子化学的迅速发展，人们利用能与铅离子选择性结合的化合物，如冠醚、杯芳烃、多肽等用于铅离子的识别，成功地设计了一系列铅离子的化学传感器，可以实时、快速实现对铅离子的检测。但是，这一类型的铅离子传感器，不仅合成费时，纯化困难，而且选择性和灵敏度仍不尽人意。利用DNAzyme(税氧核酶)体外筛选的方法可以从百万亿条(10”‘15)DNA(脱氧核糖核酸)序列畸；选择出对某种金属离子有选择性的DNA片段，基于此发展了脱氧核酶的金属离子传感器。虽然脱氧核酶是通过人：【合成的，但其催化活性并不亚于蛋白酶和核酶。脱氧核酶完全由DNA碱基组成，相对于上述金属离子传感器而言，它合成

5、基于新型表面等离子体子共振的生物传感技术的研究容易、成本低。本文基于铅离子敏感的17E脱氧核酶，将17EDNAzyme与苴底物通过6个碱基连接，自行设计了一种新型的荧光铅离子传感器，实验结果表明，该传感器在5min内可以实现对浓度在10nM～409M之间二价铅离子的检测。新的设计方案，并没有对17EDNAzyme的生物活性产生不利影响，而且还具有以卜几点优势：(1)可以在常温下进行检测，扩大了该传感器的实际应用领域；(2)实验时不需要提前对生物样品升温处理，可以在5分钟内实现一步快速检测，人大地减少了操作时间；f3)只需双标便可通过分子内熄灭荧光，降低了实验成本；(4)真正实现了脱

6、氧核酶与底物在溶液中一对一的比例关系，从而在理论上避免了假阳性信号的产生。这一新型的荧光铅离子传感器具有明显的应用价值。关键词：表面等离子体予共振；胶体金；人免疫球蛋白G；羊抗人免疫球蛋白G脱氧核酶；铝硕士学位论文AbstractBiosengorsserveasamethodfordirectorindirectdetectionofbiomolecutesandcorrelativeparametersofphysiologyandbiochemistryprocessduetotheirspecificallyrecognizingfunctionandperfectsele

7、ctivity．Theyhavealsobeenintegratedwithmodernphysicalandchemicalmethodstoproduceakindofsensitive，fastandaccurateanalyticalmethods．Therefore，biosensorshavewidelybeenappliedinbiomedicine，environmentofdetection，foodanddrug．Thisthesisfocuses