免标记的g-四链体荧光传感器的构建及对dna和mirna的研究

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1、学校代码10530学号201510141392分类号O657.3密级公开硕士学位论文免标记的G-四链体荧光传感器的构建及对DNA和miRNA的研究学位申请人李诗雨指导教师陈小明教授学院名称化学学院学科专业化学研究方向分析化学二〇一八年五月湘潭大学理学硕士学位论文Constructionoflabel-freeandG-quadruplex-basedfluorescentsensorsandapplicationforDNAandmiRNACandidateShiyuLiSupervisorProf.XiaomingChenCollegeCollegeofChem

2、istryProgramChemistrySpecializationAnalyticalChemistryDegreeMasterofScienceUniversityXiangtanUniversityDateMay,2018湘潭大学理学硕士论文湘潭大学理学硕士学位论文摘要荧光生物传感器由于稳定性和简便性常常被用于检测痕量物质。核酸与各种生命过程息息相关，所以对核酸的精确检测在药品开发和医学研究等领域具有重要意义。然而开发简单、快速、低成本的高特异性高敏感性的荧光传感器仍具有挑战性。因此，本论文基于G-四链体和脱氧核酶构建了几种免标记的荧光生物传感器用于检测病

3、毒DNA和微小RNA（microRNA，miRNA）。主要内容如下：（1）基于G-四链体的免酶的双重放大策略用于荧光检测miRNA基于催化发夹自组装放大（CatalyzedHairpinAssembly，CHA）和杂交链式反应（HybridizationChainReaction，HCR），我们成功开发了一种高效的双重放大系统用于miRNA的荧光检测。H1识别目标物并释放出G-四链体序列，结合H2激活CHA循环。CHA产物可以与H3杂交并释放出引发序列诱导HCR循环，使H3和H4自组装成一个含有G-四链体的DNA纳米线，与硫磺素T结合产生强荧光。该方法能在较宽浓度

4、的范围内检测miRNA，检测限为36fM，在同源miRNA序列中也具有特异的选择性。此外，该方法克服了繁琐的标记步骤，避免了昂贵的蛋白质酶的使用，实用且简单。（2）多功能免标记荧光探针用于同时检测多种病毒DNA和miRNA在这项工作中，当多种目标物加入后，G-四链体和银纳米簇的荧光信号同时产生。通过释放G-四链体序列，并与硫黄素T（thioflavinT，ThT）发生结合获得特定的荧光信号。两个分开的弱光银纳米簇相互接近并产生纳米簇二聚体，从而增强荧光强度。此外，该方法可以单一或者同时检测病毒DNA和miRNA，为检测不同的目标物提供了一个通用型的平台。该方法检测

5、灵敏，且对类似的核酸序列具有高选择性，可在40分钟内快速检测目标物。该策略可以为同时检测多个目标提供新的视角。（3）基于切割RNA的脱氧核酶的通用型和免标记荧光探针检测多种核酸分子在这项研究中，我们开发了一种基于Mg2+依赖性脱氧核酶和G-四链体的生物传感器用于荧光检测miRNA和病毒DNA。分裂的脱氧核酶可以与目标物结合，产生活性脱氧核酶。在Mg2+存在下，形成催化核心并且有活性脱氧核酶可切割基底链，导致G-四链体序列的释放，并与ThT结合形成G-四链体/ThT复合物，产生显著的荧光，用于检测目标物，检测限低至70pM。I湘潭大学理学硕士论文此外，该策略还展现了

6、其他一些优点如成本低廉，操作简单等。本方法还可以检测实际样品中的miRNA和DNA，具有巨大的应用潜力。关键词：荧光传感器；G-四链体；脱氧核酶；DNA；miRNAsII湘潭大学理学硕士学位论文AbstractFluorescentbiosensorsareoftenusedtodetecttracesubstancesduetotheirstabilityandsimplicity.Nucleicacidsarecloselyrelatedtovariousbiologicalprocesses.Accuratedetectionofnucleicacidspl

7、aysanimportantroleindrugdevelopmentandmedicalresearch.However,thedevelopmentofsimple,fast,low-cost,highlyspecificandsensitivefluorescencebiosensorsstillremainschallenging.Therefore,severalsimpleandlabel-freefluorescentbiosensorswereconstructedbasedonG-quadruplexandDNAzymetodetectviral

8、DNAan