基于核酸放大技术和纳米材料的生物传感新方法的研究

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1、学校代号10532学号B1211S007分类号密级博士学位论文基于核酸放大技术和纳米材料的生物传感新方法的研究学位申请人姓名张崇华培养单位化学化工学院导师姓名及职称蒋健晖教授学科专业分析化学研究方向化学与生物传感技术论文提交日期2016年12月湖南大学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巧所取得的。除了文中特别加标注引用的内容外研巧成果，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己在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果

2、由本人承担。作者签名：曰期月曰恭崇巧年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，同意学校保留并向国家有关部口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臥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，可臥巧用影印、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、不保密囚。（请在ｌｉＡ上相应方框内打叫、：日期作者签名：础作年月日坪／午导师签名：日期年＾？＾／任月巧身学校

3、代号：10532学号：B1211S007密级：湖南大学博士学位论文基于核酸放大技术和纳米材料的生物传感新方法的研究学位申请人姓名：张崇华导师姓名及职称：蒋健晖教授培养单位：化学化工学院专业名称：分析化学论文提交日期：2016年12月论文答辩日期：2016年12月答辩委员会主席：吴海龙教授ResearchonNovelBiosensingMethodsBasedonNucleicAcidAmplificationTechnologyandNovelNanomaterialsbyZHANGChonghuaB.S.(QufuNormalUniver

4、sity)2010AdissertationsubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofDoctorofScienceinAnalyticalChemistryintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorJIANGJianHuiDecember,2016基于核酸放大技术和纳米材料的生物传感新方法的研究摘要生物传感技术因其高灵敏度、高选择性、快速的响应速度和较低的检测成本等优点，近年来广受关注，生物传感

5、新技术的研究进展，极大的推动了生物医学和分析化学的发展，在临床检测、医学诊断和药物筛选中具有广阔的应用前景。此外，纳米材料的发展对包括催化学、信息技术、光子学、能量学、生物学和医学众多领域产生了重大影响，引起人们对纳米技术的浓厚兴趣。纳米技术在生物学的应用尤其展现了巨大的潜力。通过使用基于纳米材料的工具用于研究、诊断和治疗技术，纳米生物技术有望带给生物学和生物医学革命性的发展。近年来，科学家们在发展多种多样的纳米材料和纳米制造技术方面取得了巨大进步，大大促进了纳米生物技术的发展。功能化的纳米材料以其独特的光学、电学和机械特性，为研究复杂的生物

6、学过程提供了创新性的思路，解决了很多用传统方法难以实现的问题。纳米材料与生物传感器的结合，极大地推动了纳米科学、生命科学和生物医学等领域的快速发展。本论文结合功能核酸分子探针和纳米材料的优势，建立了一些生物传感新方法用于霍乱毒素、microRNA表达水平、次氯酸盐和温度、小分子的分析与测定，并实现了对癌症的诊疗和成像。具体内容如下：霍乱是因摄入的食物或水受到霍乱弧菌污染而引起的一种急性腹泻性传染病，具有全球威胁性，尤其是在那些缺乏安全的饮用水供给和卫生系统不完善的国家和地区。临床表明，霍乱主要是由霍乱弧菌分泌的霍乱毒素（CT）引起的，因此，霍

7、乱毒素的早期检测对于预防由霍乱引起的死亡和爆发是至关重要的。第2章中，我们设计了一种新颖的等离子体耦合增强拉曼散射法-PCERS，用于高灵敏的、单步、均相检测霍乱毒素。该方法是基于我们设计的等离子体纳米粒子，该纳米粒子被磷脂双分子层包裹，并嵌入了拉曼染料和霍乱毒素的结合配体单唾液酸神经节苷脂（GM1）。该方法无需任何特别修饰或者化学组装，只需两步简单组装即实现了简单合成等离子纳米粒子。在纳米等离子体表面嵌入GM1使得该纳米粒子具有高亲和性、高特异性和多个CT结合位点。独特的磷脂双分子层修饰使得该纳米粒子具有良好的生物相容性和稳定性。由于纳米粒

8、子与CT一步反应后组装成三明治状的团聚体，纳米粒子显示出显著增强的表面增强拉曼散射（SERS）信号。实验结果表明，该方法提供了一种简单、灵敏的CT检测新方法，并且信