检索结果-内蒙古大学图书馆

分析化学 2023年第6期51卷 962-971页

作者：任林娇薛梦晓陈青华魏铭航张培秦自瑞闫艳霞姜利英郑州轻工业大学电气信息工程学院郑州轻工业大学计算机与通信工程学院郑州轻工业大学量子科技研究院

具有特定构象的富G序列（如G-四链体和G-三链体）与荧光染料相互作用可有效增强其荧光信号强度，被广泛应用于构建无标记荧光生物传感。本研究以硫磺素T(Thioflavin T, ThT)为荧光染料，构建了两种基于富G序列的无标记荧光传感器，用于... 详细信息

具有特定构象的富G序列（如G-四链体和G-三链体）与荧光染料相互作用可有效增强其荧光信号强度，被广泛应用于构建无标记荧光生物传感。本研究以硫磺素T(Thioflavin T, ThT)为荧光染料，构建了两种基于富G序列的无标记荧光传感器，用于检测阿尔兹海默病标志物β-淀粉样蛋白（β-Amyloid protein, Aβ）的基因序列。实验结果表明，分子发夹茎长为4个碱基时，富G序列以G-三链体的结构存在，以此构建的G-三链体传感器的输出信号随Aβ基因浓度增加而降低，线性检测范围为1～100 nmol/L，检出限为0.3 nmol/L(S/N=3)。分子发夹茎长为8个碱基且5′端添加碱基AATT时，其与Aβ基因结合后，富G序列多以G-四链体结构存在，以此构建的G-四链体传感器的输出信号随Aβ基因浓度增加而增强，线性检测范围为0.1～100 nmol/L，检出限为0.04 nmol/L (S/N=3)。两种传感器制备过程相似但检测原理不同，为富G序列的深入研究与应用提供了参考，同时为单链核酸的无标记荧光检测提供了新的思路。

关键词：富G序列无标记荧光传感器单链核酸 G-三链体 G-四链体

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基于核酸外切酶III的无标记荧光传感器的研究

基于核酸外切酶III的无标记荧光传感器的研究

引用

作者：杨佩湘潭大学

学位级别：硕士

核酸外切酶是－类可以从核酸分子的一端逐一水解磷酸二酯键从而得到单个核苷酸的酶，它们对DNA序列没有要求，但有些核酸外切酶对DNA末端有一定的识别性，因而在用于设计生物荧光传感器的上有一定的灵活性。核酸外切酶III是核酸外切酶... 详细信息

核酸外切酶是－类可以从核酸分子的一端逐一水解磷酸二酯键从而得到单个核苷酸的酶，它们对DNA序列没有要求，但有些核酸外切酶对DNA末端有一定的识别性，因而在用于设计生物荧光传感器的上有一定的灵活性。核酸外切酶III是核酸外切酶中的一种，其具有高效催化水解的能力，能特异性识别3’端平齐或凹陷的双链 DNA，沿 3’→5’方向逐步催化切除单核苷酸，从而到达提高传感器灵敏度。金属纳米簇（nanoclusters，简称NCs）是一种新型的发光纳米材料，具有合成简单、高稳定性和良好的生物相容性，目前在许多领域里已经成为具有很大应用前景的新型荧光纳米材料，尤其是在生物荧光传感方面的应用。核酸适配体是一种利用体外筛选技术得到的寡核苷酸片段，是一段 DNA（脱氧核糖核酸）或RNA（核糖核酸)序列），它可以高特异性、高选择性的结合目标物，因此被广泛的应用于生化分析、环境监测等诸多方面。核酸染料是用来构建荧光信号与目标物浓度之间的存在关系，利用其荧光信号强度的改变可以定量检测目标物。本论文主要利用核酸外切酶III的催化水解作用和金属纳米簇以及核酸染料的光谱特性并以此构建不同的生物传感器检测艾滋病病毒 DNA、p53 DNA、赭曲霉毒素A（OTA），主要研究内容包括以下三个部分：　　(1) 基于DNA链置换和核酸外切酶III无标记荧光法检测 HIV DNA。当HIV不存在时，Exo III将两个发夹DNA水解成单核苷酸和部分单链DNA结构，加入核酸染料SYBR Green I（SGI）后，体系检测到一个微弱的荧光信号。当HIV存在时，HIV与发夹DNA1 （HP1）、发夹DNA2（HP2）发生DNA链置换反应，释放出两端都是3’端突出的DNA长双链而不被Exo III水解，加入SGI后，体系检测到一个强的荧光信号。实验结果表明，当HIV浓度在0.01-1 nM范围内，体系荧光强度变化与HIV浓度呈线性，检出限为2.14 pM。实际样品（血清）的加标回收率为94.0%-98.0%。　　(2) 基于金银纳米簇和核酸外切酶III无标记荧光法检测 p53 DNA。当p53存在时，在Exo III的作用下释放出富含G碱基的DNA（G-DNA），G-DNA与已合成的DNA为模板的金银纳米簇部分杂交互补，使金银纳米簇的荧光信号强度由于富G序列的靠近而显著增强。当p53不存在时，加入Exo III后不发生降解作用，缺少富 G 序列的靠近，金银纳米簇的荧光信号强度很弱。金银纳米簇的荧光信号的增强与p53的浓度的增强成正比，线性范围为0.5-15 nM，检出限是51.1 pM。实际样品（血清）的加标回收为98.20%-102.0%。　　(3) 基于核酸适配体和核酸外切酶III无标记检测赭曲霉毒素A（OTA）。当OTA不存在时，DNA长双链（S1-S2）、发夹DNA1（HP1）、发夹DNA2（HP2）结构保持稳定，加入Exo III后不发生水解作用，因而探针富含G碱基的DNA （G-DNA）未被释放出来，加入硫磺素T（ThT）后，无法折叠形成G四链体，检测到一个弱的信号。当OTA存在时，OTA与DNA长双链（S1-S2）中适配体链（S2）特异性结合，从而释放DNA长双链（S1-S2）中的S1以及S2的部分单链，使其分别与HP1、HP2杂交反应形成长双链DNA结构，加入Exo III后发生降解作用，释放游离 G 四链体序列，检测到一个强的信号。据此可以通过比色法、紫外法、荧光法检测OTA。其中荧光法的灵敏度最高，检测范围是3-150nM，检出限是 323.5 pM。在人体血清中用荧光法检测 OTA的加标回收率为97.7%-107.4%。

关键词：无标记荧光传感器核酸外切酶Ⅲ 光谱特性

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基于DNA链置换反应的无标记检测传感器构建及DNA纳米材料自组装

基于DNA链置换反应的无标记检测传感器构建及DNA纳米材料自组装

引用

作者：熊玉四川大学

学位级别：硕士

核酸是核苷酸的天然生物聚合物,具备存储,编码,传递和表达遗传信息的性能,在生物的各种细胞事件和疾病中起着核心作用。随着生物技术和分析技术的发展,人们提出了高灵敏度、高选择性的核酸信号放大方法,以克服核酸检测固有的低灵敏度、... 详细信息

核酸是核苷酸的天然生物聚合物,具备存储,编码,传递和表达遗传信息的性能,在生物的各种细胞事件和疾病中起着核心作用。随着生物技术和分析技术的发展,人们提出了高灵敏度、高选择性的核酸信号放大方法,以克服核酸检测固有的低灵敏度、低选择性和较高浓度等缺陷。DNA链置换是DNA回路和纳米机器中最基本的反应之一,不等长的双链DNA（ds DNA）和单链寡核苷酸之间的DNA置换反应以一种立足点结构作为触发点,能够轻易预测链位移的路径,以一种快速的可编程控制的方式实现DNA再杂交[1,2]。链式杂交反应（HCR）和催化发夹自组装（CHA）系统是主要的无酶的趾端介导链置换反应。无标记荧光传感器中,发光体不以共价方式与核酸主链结合,而是通过多种结合方式与DNA发生非共价相互作用,如双链沟槽处的嵌入、粘性末端处堆砌累积或静电作用,在结合到特定的DNA结构时显示出增强的发光。因此,构建基于DNA链置换反应的无标记荧光传感器,有助于生物分子检测以及DNA纳米材料制备等前沿科学性的发展。本论文的主要研究内容如下: （1）基于催化发夹自组装反应实现HIV DNA和铅离子的检测及无标记荧光传感器的构建报道了一种基于催化发夹组装（CHA）的无标记荧光信号放大系统。在该系统中,我们设计了两个发夹探针H1和H2,将G-四链体序列整合到H2中。目标/触发器DNA触发CHA反应,富G序列被暴露并释放出来,淀粉样荧光染料硫黄素T（Th T）与富G序列渐渐结合,聚集后最终折叠生成G-四链体,荧光信号比单独的单双链DNA增强数百倍。同时,从CHA反应产物（H1-H2）中释放出目标/触发DNA,继续启动下一个CHA循环,信号最终被放大。该信号放大系统已成功地用于制备一种无标记的荧光传感器,并用于对人类免疫缺陷病毒（HIV）DNA和重金属Pb2+的灵敏性检测,同时在河水和血清样品中的标准加入实验中也得到了令人满意的结果。（2）基于延长发卡探针的链式杂交反应（HCR）用于控制DNA纳米材料自组装的研究利用发卡探针的调控设计和链式杂交反应（HCR）成功组装了DNA纳米材料,并控制了三维球形DNA纳米材料的生长。延长发卡探针粘性末端的碱基数,HCR反应被有效控制,不再无间断的反应生成长的纳米线,而是在不断抑制趾端介导处的链置换反应能量,影响了动力学,生成分子量更小的纳米线或是较短的双链复合物。我们无需对发卡探针进行复杂的错配与设计等,只需要简单的延长1-4个碱基,就实现了对HCR反应的有效控制。该方法还能够构建出二维或三维的DNA纳米结构,在可控化构建DNA纳米材料技术上具有良好的发展前景。

关键词：无标记荧光传感器信号放大催化发夹自组装链式杂交反应 DNA纳米材料可调控

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