基于dna-铜纳米粒子为探针的荧光生物传感器的构建_及应用-光分析化学硕士论文开题报告

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1、研究生学位论文开题报告（学术学位理工类）题目：基于DNA-铜纳米粒子为探针的荧光生物传感器的构建及应用姓名万靖学院化学与材料科学学院专业分析化学研究方向光分析化学指导教师王广凤15培养类别学术型硕士填表日期2016年3月23日安徽师范大学研究生院制表填表说明1.研究生论文写作工作，必须通过开题报告会审核后方可开始。2.本表一式四份，学院留存一份，导师、研究生各留存一份，留存学位档案一份。3.研究生培养类别是指博士、学术学位硕士、专业学位硕士、同等学力硕士。4.具体页数随内容附加。155.用A3纸打印、装订。15一、文献综述光学生

2、物传感器是指以光学信号变化量为测定信息的一类传感器，光学信号种类很多，包括荧光、磷光、散射、化学发光、干涉、折射、表面、波导等，这些信号都可以作为检测的方式。光学生物传感器具有灵敏度高、选择性强、不受电磁干扰影响，能进行遥感、能用一个简单的装备同时检测多种物质等优点，也是目前研究最为广泛的一种类型的生物传感器。光学生物传感器作为一种强大的检测手段和分析工具已经被广泛地应用到了生物医学研究、医疗保健、医药、环境监测、国土安全、国防等多个领域[1]。在众多光学信号中，荧光和磷光都属于光致发光，是分子、原子吸收光辐射时被激发，然后发射

3、出和吸收波长相同或者更长光的现象。区别在于荧光是一种光致冷发光的现象，即一旦停止入射光，光的发射现象也立刻停止。荧光生物传感器是光学生物传感器的重要组成成员之一。荧光生物传感器是通过将生物识别元件上的生物信号转换成荧光信号，通过研究荧光分子的光谱谱线位置和强度大小，来实现目标物的定性和定量分析。对荧光物质的检测通常借助于荧光的增强、淬灭或者发射波长的移动，同时荧光信号的强度也反应了目标物的存在情况或是目标物和生物识别分子之间相互作用的强度。由于荧光检测方法操作简单、方便、快捷且有比较高的灵敏度，检出限往往能达到单分子水平[2]，

4、使得该方法在药物、临床、环境、食品的微量、痕量分析以及生命科学研究领域具有重要意义，已成为光化学传感器技术研究者倍感兴趣的研究领域，在日常的分析检测中也得到了普遍的应用。荧光生物传感器通过将生物识别元件上的生物信号转换成荧光信号来实现对目标物的检测。荧光信号的强度反应了目标物的存在情况或是目标物和生物识别分子之间相互作用的强度，因此可以作为定性与定量分析的依据。构建荧光生物传感器时，在生物识别分子上标记荧光团，并以此作为信号报告基团是最常用的方法。常用的荧光团包括两类：一类是自身具有荧光的有机物质，比较常用的有：荧光素、罗丹明、

5、嵌入染料SYBRGreenⅠ等，其中，嵌入染料SYBRGreenⅠ能直接与DNA双螺旋小沟区域结合，而大部分的有机荧光物质是需要通过化学键合的作用连接到生物分子上或是固定相上，制备成标记了的探针后，再作为分子识别元件应用到荧光生物传感器中；另一类荧光团是纳米发光材料，随着纳米技术的进步与发展，以及学科之间的交叉融合，在荧光生物传感器中，也引入了纳米材料这个新兴元素。迄今为止，一些具有光致发光性能的纳米材料，如：金属纳米簇、量子点、上转换材料等都很好的应用到了荧光生物传感器中。DNA-金属纳米荧光材料是一种新型无标记荧光探针，由于

6、相较于传统的有机染料而言，其优越的耐光性，便捷的合成方法，分析时间长，低毒性，高荧光量子产率，合成简便、荧光发射可调、良好的光学稳定性和生物相容性等优点[3]，使其在生物化学和生物医药的应用上展示出优越的潜在性能。此外在建构DNA相关的生物传感器时，一般不需进行共价修饰或者标记过程，步骤简单、成本低，为无标记生物传感器的构建提供良好的选择。DNA-金属纳米荧光材料用于DNA相关的生物传感器的构建时，一般不需要进行共价修饰或者标记过程，此外DNA-纳米材料在生物传感中的应用具有诸多优势：模板易和成、可设计。相较于其他聚合物模板，D

7、NA模板可以通过简单设计合成获得；特殊的分子识别能力。15以DNA为模板的金属纳米粒子具有良好的分子识别能力，包括互补的碱基序列的识别，特异性地识别多种分析物（包括金属离子、有机小分子、肽、蛋白质等）。随着DNA的特性的深入研究，DNA-银纳米簇用于生物传感器的研究逐渐兴起。2002年Dickson研究组发现了富C（胞嘧啶）的DNA对银纳米簇的稳定[4]后，DNA-银纳米簇用于生物传感器的研究逐渐受到人们的关注。相较于DNA-银纳米簇的研究，DNA-铜纳米粒子是一种新兴出现的以DNA为模板的荧光金属纳米粒子。制备铜纳米材料的最为

8、常用的方法之一是液相化学还原法，通过可溶性铜盐前驱体和还原剂在液相中发生的氧化还原反应，使得Cu2+被还原成铜原子，而后生长成不同形貌的铜纳米材料。2010年，Rotaru等[5]首次基于液相还原法制备了具有发光性能的双链DNA-铜纳米颗粒（dsDNA-CuNP