金属纳米颗粒探针的设计及其在生物检测中的应用

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1、单位代码：１０２９３密级：傳士＃像铪弍＿论文题目：金属纳米颗粒探针的设计及其在生物检测中的应用２０１２０７０２３８学号姓名汪联辉教授张磊副教授导师生物电子学学科专业生物援针研究方向申请学位类别一论文提交日期５零六年六月ＤｅｓｉｎｏｆｍｅｔａｌｎａｎｏａｒｔｉｃｌｅｓｒｏｂｅａｎｄｉｔｓｇｐｐａｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｂｉｏｓｅｎｓｏｒｐｐＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＮａｎｉ

2、ｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＰｏｓｔｓａｎｄＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｊｇｙｆｏｒｔｈｅＤｅｒｅｅｏｆｇＤＯＣＴＯＲＯＦＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧｗＢｙＹｉｎｇＺｈａｎｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＬｉａｎｈｕｉＷａｎｇａｎｄＡｓｓｏｃｉａｔｅＰｒｏｆ．ＬｅｉＺｈａｎｇＭａ２０１６ｙ南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研宄成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢

3、的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它一教育机构的学位或证Ｂ而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人学位论文及涉及相关资料若有不实一，愿意承担切相关的法律责任。研宄生签名：默欲曰期：蛛＿南京邮电大学学位论文使用授权声明木人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档；允ｉ午论文被查阅和借阅；可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数

4、据库进行检索；＂丨以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本一学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相致。论文的公布（包拈刊登）授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。ｕ．研究生签名：分师签：Ｊｉｆ為期ｊ摘要纳米生物材料作为纳米科技领域中的一个主要方面，其技术的进步和发展引领着生物医学、药物运输等领域的蓬勃发展。利用生物分子对纳米材料进行修饰，可以结合生物分子的，构建出多种新型的功能性纳米材料探针识别能力与纳米材料的优良特性，在生物传感

5、、靶向治疗以及光电材料等方面具有重要的意义一。纳米生物材料领域的关键问题之是如何构建功能性纳米材料探针分子以充分利用生物分子（如：ＤＮＡ、ＲＮＡ以及蛋白质等）和纳米材料结合的优势。本论文旨在基于金属纳米颗粒构建探针分子用于核酸分子的检测。论文的研究内容包括以下四部分：刀１．单挪泣银纳米立方保游针的制备及其对早期肺痛标志物ｍｉＲＮＡ的实时检期ＭｉｃｒｏＲＮＡ作为肿瘤标志物，调控着很多细胞内过程。然而，由于其序列短、含量低等缺陷，很难开发简单、快速、廉价的检测方法。我们设计了巯基单

6、链ＤＮＡ（ｓｓＤＮＡ）修饰的单颗粒银纳米立方体（ＡｇＮＣ）探针分子，并基于此探针分子构建了等离子体纳米生物传感器用ｃｒｏＲ－－于ｍｉＮＡ２１（ｍｉＲ２１）的检测。我们首次通过原位实验成功地实时观测到核酸分子在单个ＡｇＮＣ表面杂交的过程。实验结果及时域有限差分方法（ＦＤＴＤ）仿真结果都表明了ＡｇＮＣｓＳＰＲ）峰的红移是由于ｓｓＤＮＡ分子与靶分子ｍ－２１ＡＮＣ局域表面等离子体共振（ＬｉＲ杂交引起ｇｓＲＩ）增－ＡＮＣ表面折射率ｉＲ２１ｓＬＳＰＲ（大的结果。随着靶分子ｍ浓度的增大，ｇ的峰红

7、移量增－２加，对耙分子ｍｉＲ１的检测灵敏度可达到ｌｆＭ。此外，通过ＦＤＴＤ仿真模型，成功的解释一一ＮＣ－了反应的机理ｉＲ２１的，每个Ａｇ都可以作为个纳米级传感探针用于早期肺癌标志物ｍ检测。２．单顆粒金银核充纳米立方体探针的制备及其对ｍｉＲＮＡ单分子水平的检测和逻辑门的构建、在许多生物系统中，单分子水平的研究可以揭示分子间的相互作用动力学以及构象的细微变化。目前用于单分子水平检测的可行方法通常需要荧光分子作标记，然而荧光探针容易发生光漂白等现象且信噪比较低。因此，我们设计了四面

8、体结构的ＤＮＡ（ｔｓＤＮＡ）分子修“”ｕＡＮＣ）探针分子饰的单颗粒金银核壳纳米立方体（Ａ＠ｇ，并基于此探针分子构建了智能－－等离子体纳米生物传感器用于单分子水平ｍｉｃｒｏＲＮＡ２１（ｍｉＲ２１）以及核酸内切酶（母《１和ｗ－及ｌ）的检测。单个ｍｉＲ２１与ｔｓＤＮＡ的杂交过程可引起Ａｕ＠ＡｇＮＣ的局域表面等离子体共“”振（ＬＳＰＲ）峰发生约０．４ｎｍ的红移。这种智能等离子体纳米生物传感器不仅可以