银纳米材料在构建细胞凋亡及酶传感方法中的应用

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1、学校代号10532学号S151100941分类号密级硕士学位论文银纳米材料在构建细胞凋亡及酶传感方法中的应用学位申请人姓名朱蓉培养单位化学化工学院导师姓名及职称姚守拙教授学科专业分析化学研究方向生命科学中的新分析方法论文提交日期2018年5月学校代号：10532学号：S151100941密级：湖南大学硕士学位论文银纳米材料在构建细胞凋亡及酶传感方法中的应用学位申请人姓名：朱蓉导师姓名及职称：姚守拙教授培养单位：化学化工学院专业名称：分析化学论文提交日期：2018年5月论文答辩日期：2018年5月28

2、日答辩委员会主席：蔡青云教授ApplicationofsilvernanomaterialsincellapoptosisandenzymaticbiosensorbyZHURONGB.S.(HunanNormalUniversity)2015AdissertationsubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofScienceinAnalyticalChemistryintheGraduateSchoolo

3、fHunanUniversitySupervisorProfessorYAOShouzhuoMay,2018湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定

4、，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密□，在______年解密后适用本授权书。2、不保密□√。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I硕士学位论文摘要近年来，生物大分子（DNA和多肽等）与IB族金属（金、银和铜）之间的各种相互作用已经广泛应用于合成金属纳米材料，并且在分析

5、化学领域吸引了越来越多的关注。IB族金属银对胞嘧啶的N3有强的结合力，可以选择性地结合DNA的杂环碱基，在还原性条件下可制备得到DNA稳定的银纳米簇。DNA/AgNCs作为一类新兴的荧光团，具有大的斯托克斯位移、光稳定性、可调的荧光发射和易于合成等优点。将DNA序列的分子识别功能和纳米簇模板特性结合起来，DNA/AgNCs可广泛应用于生物传感和成像。此外，半胱氨酸等硫醇小分子可以作为巯基配体与银配位形成Ag(I)-S(R)配位聚合物。目前，Ag(I)-S(R)配位聚合物已经应用于在离子、小分子和生物

6、活性物质等生物传感方面。本文中，我们基于银与胞嘧啶碱基的亲和作用，以及与硫醇中巯基的配位作用，分别合成了DNA/AgNCs和Ag(I)-S(R)配位聚合物两种金属纳米材料，发展了一系列分析传感方法，用于与人类健康息息相关的细胞凋亡和酶活性等检测。具体如下：1.基于酶介导聚合产生poly-dA链和Toehold链取代反应，我们构建了一种新型的DNA/AgNC探针用于检测DNA。末端脱氧核苷酸酶（TdT）是一种无模板DNA聚合酶，可以催化在DNA的3’羟基末端添加脱氧核糖核苷（dNTP）分子。通过TdT

7、激活的聚合反应，在DNA的3’末端延伸产生400个碱基左右的poly-dADNA链。接下来，由目标物的延伸产物poly-dA链引发的toehold链取代反应将淬灭剂标记的DNA从DNA/AgNC探针中释放，从而恢复DNA/AgNCs的荧光。这种方法可以用于灵敏地检测DNA，具有高信背比（S/B=58），对ssDNA目标物检测限低至0.2nM。2.考虑到细胞凋亡过程中会产生大量DNA片段，我们进一步将该探针用于原位细胞凋亡检测与成像。本节以脱氧腺苷三磷酸（dATP）为底物，利用TdT酶将细胞凋亡的生化

8、标志—基因组DNA片段末端标记上多聚腺苷酸片段（poly-dA）。TdT酶延伸得到的poly-dA特异性激活DNA/AgNC探针，实现对细胞凋亡的荧光检测，该方法可以在体外检测低至20个细胞。我们进一步将该方法应用于HepG2细胞凋亡的原位成像研究，定量结果与商业化试剂盒的结果基本一致。相比于传统的TUNEL分析，该方法为“Turn-on”检测模式，无需标记的dNTP单体，避免了繁琐的洗涤和分离步骤。3.基于Ag(I)与巯基多肽的配位作用和罗丹明类染料聚集淬灭的性质，