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基于水溶性共轭聚合物/DNA超分子体系的生物传感及其光学逻辑门构建

作　者: 李娟
导　师: 黄维；黄艳琴
学　校: 南京邮电大学
专　业: 信息材料
关键词: 水溶性共轭聚合物 DNA 生物传感逻辑门荧光共振能量转移
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本论文以水溶性共轭聚合物/DNA超分子体系为研究平台,设计了一种新颖独特的i-motif结构检测方法,并且研究了此超分子体系中各种物质间的相互作用规律,基于此规律设计了一系列复杂的逻辑系统。由于荧光染料分子噻唑橙（TO）可分别与单链富G-DNA以及双链DNA相互结合,阳离子型的水溶性共轭聚合物在静电吸引作用下与DNA分子结合,不同的DNA结构与TO和阳离子型水溶性共轭聚合物的结合特性也不同,利用此原理,设计了通过简单比较聚合物与TO间荧光共振能量转移效率确定富C链i-motif结构转变的方法,此方法具有角度独特巧妙,精确简洁,检测即时等优点,并且具有重大医学意义。本文还研究了DNA分子与不同荧光染料的相互作用关系,且设计了相应的逻辑门。Hg²⁺可使全T链的DNA形成特殊的T- Hg²⁺-T结构,利用此结构与TO和溴化乙锭（EB）之间的荧光能量转移关系设计了AND+INH逻辑门。富G富C的DNA分子与TO和EB之间也存在特殊而有趣的相互作用,可以构建出INH和NOR逻辑门。最后,构建了基于水溶性共轭聚合物/DNA/荧光染料分子超分子体系的动态可循环多重逻辑门。该系统通过调节体系pH值循环运转,使富G富C的DNA在三种结构状态之间往复循环,进而改变水溶性共轭聚合物、TO、EB之间的多重荧光共振能量转移的进行,得到两种不同的INH逻辑门,以及一种NINH逻辑门。此系统具有无需标记,操作简洁,信号稳定等优势。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-35
  1.1 生物计算  8-9
  1.2 DNA 计算  9-19
    1.2.1 DNA 计算中荧光技术的应用及其发展  10-19
  1.3 生物传感  19-21
    1.3.1 生物传感中的敏感材料  20
    1.3.2 新一代荧光传感材料——水溶性共轭聚合物  20-21
  1.4 生物传感与DNA 计算  21-34
    1.4.1 基于水溶性共轭聚合物/DNA 超分子体系的荧光生物传感  22-29
    1.4.2 基于水溶性共轭聚合物/DNA 超分子体系的光学逻辑门构建  29-34
  1.5 课题的提出及研究意义  34-35
第二章：基于水溶性共轭聚合物/DNA 超分子体系的DNA 拓扑结构转变检测  35-43
  2.1 引言  35-36
  2.2 传感策略  36-37
  2.3 实验部分  37-39
    2.3.1 材料  37-38
    2.3.2 仪器与方法  38
    2.3.3 实验  38-39
  2.4 结果与讨论  39-42
  2.5 结论  42-43
第三章：基于水溶性共轭聚合物/DNA 超分子体系的新型逻辑门构建  43-58
  3.1 引言  43-44
  3.2 策略  44-47
    3.2.1 基于T- Hg~(2+)-T 结构的分子逻辑门设计  44-45
    3.2.2 基于富G 富C 链DNA 与TO 和EB 体系的各分子相互作用研究与相关分子逻辑门设计  45-47
    3.2.3 基于 PFEP/富 G 富 C 链 DNA/TO/EB 的相互作用研究与相关分子逻辑门设计  47
  3.3 实验部分  47-50
    3.3.1 材料  47-48
    3.3.2 仪器与方法  48-49
    3.3.3 实验  49-50
  3.4 结果与讨论  50-57
    3.4.1 基于T- Hg~(2+)-T 结构的分子逻辑门  50-53
    3.4.2 基于富 G 富 C 链 DNA/TO/EB 体系的各分子相互作用研究与相关分子逻辑门  53
    3.4.3 基于 PFEP/富 G 富 C 链 DNA/TO/EB 的相互作用研究与相关分子逻辑门  53-57
  3.5 结论  57-58
第四章：总结与展望  58-60
参考文献  60-67
硕士期间发表论文情况  67-68
致谢  68

基于水溶性共轭聚合物/DNA超分子体系的生物传感及其光学逻辑门构建

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