基于聚多巴胺纳米材料和核酸的生物传感新方法的研究

《基于聚多巴胺纳米材料和核酸的生物传感新方法的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学校代号10532学号S151100939分类号密级硕士学位论文基于聚多巴胺纳米材料和核酸的生物传感新方法的研究学位申请人姓名李丽培养单位化学化工学院导师姓名及职称楚霞教授学科专业分析化学研究方向化学与生物传感论文提交日期2018年5月学校代号：10532学号：S151100939密级：湖南大学硕士学位论文基于聚多巴胺纳米材料和核酸的生物传感新方法的研究学位申请人姓名：李丽导师姓名及职称：楚霞教授培养单位：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月答辩委员会主席：蒋健晖教授NovelBiosen

2、singMethodsBasedonPolydopamineNanomaterialsandNucleicAcidbyLILiB.S.(HunanUniversity)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofScienceinAnalyticalChemistryintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorCHUXiaMay,2018硕士学位论文摘要聚多巴

3、胺纳米材料是一种生物聚合材料，具有合成简单、成本低、良好的生物相容性和生物降解性等优点，目前已被广泛应用于生物分析、生物传感和成像领域。DNA探针具有很强的特异性，并且可以很容易地修饰上荧光基团，同时可以用于细胞内检测。在本文中，基于聚多巴胺纳米材料和FAM标记的单链DNA（ssDNA）构建了三种新型荧光生物传感器，用于核酸外切酶I（ExoI）和三聚氰胺浓度的检测。（1）第2章，基于聚多巴胺纳米球（PDANS）和FAM标记的ssDNA，构建了一种检测ExoI的生物传感器。ssDNA通过与聚多巴胺纳米球之间良好的非共价相互作用吸附在纳米球的

4、表面。随后，FAM的荧光通过能量转移或电子转移被聚多巴胺纳米球猝灭。当存在ExoI时，其会有效地将ssDNA切割生成小的或单个寡核苷酸碎片，生成的这些碎片不能够被聚多巴胺纳米球所吸附，所以体系中的荧光不会被猝灭。本传感平台中的荧光强度与ExoI的浓度在0-10UmL-1范围内是线性相关的（R2=0.998），检测下限为0.05UmL-1。此外，本方法对ExoI具有较高的选择性，且简单、成本低、实验结果准确。（2）第3章，我们基于聚多巴胺纳米球（PDANS）和FAM标记的ssDNA设计了一种FAM-ssDNA/PDANS纳米复合物，用于检测

5、三聚氰胺的浓度。当没有三聚氰胺存在时，FAM-ssDNA会被吸附到聚多巴胺纳米球的表面形成FAM-ssDNA/PDANS纳米复合物，由于能量共振转移或电荷转移，FAM的荧光会被纳米球有效的猝灭，此时纳米复合物的荧光处于“off”状态。当有三聚氰胺存在时，三聚氰胺会与胸腺嘧啶（T碱基）形成氢键，ssDNA的构型会发生改变，形成双链DNA（dsDNA）。由于聚多巴胺纳米球与dsDNA的相互作用弱，dsDNA不易被聚多巴胺纳米球吸附，纳米复合物的结构被破坏，体系的荧光重新处于“on”状态。我们可以通过研究荧光信号来确定体系中的三聚氰胺的浓度。本

6、实验方法中，荧光信号的强度与三聚氰胺的浓度在0-800nM范围内是线性相关的（R2=0.989），根据3σ原则，方法的检测下限为16nM。该传感平台对三聚氰胺的检测速度快，且选择性高。（3）第4章，我们合成了具有强荧光猝灭作用的中空聚多巴胺纳米管（PDANTs），并结合FAM标记的ssDNA构建了一种新的生物传感器应用于检测ExoI。FAM-ssDNA与纳米管之间会产生良好的非共价相互作用，从而吸附在中空聚多巴胺纳米管的表面或内部。通过荧光共振能量转移或电荷转移，中空聚多巴胺纳米管会将吸附在其表面或空腔内FAM的荧光猝灭。当存在ExoI时

7、，其II基于聚多巴胺纳米材料和核酸的生物传感新方法的研究会有效地将ssDNA切割成小的或单个寡核苷酸碎片，生成的碎片不易被中空聚多巴胺纳米管所吸附，所以体系中的荧光不会被猝灭。体系中荧光信号的强度与ExoI的浓度在0-15UmL-1范围内是线性相关的（R2=0.981），检测下限为0.33UmL-1。此外，本方法对ExoI的检测显示出较好的选择性。与第二章检测ExoI的方法相比，该方法的灵敏度较低，这与纳米球与纳米管结构不同、猝灭能力不同的因素有关。但中空聚多巴胺纳米管是一维管状结构，在药物的输送和释放方面的具有较大的潜在应用，是一种值得

8、深入研究的新型材料。关键词：生物传感器；聚多巴胺纳米球；核酸外切酶I；三聚氰胺；聚多巴胺纳米管III硕士学位论文AbstractPolydopaminenanomaterialisabiopo