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基于导电高分子的光学DNA生物传感器的研究

作　者: 杨晴
导　师: 王丽华；唐林生
学　校: 青岛科技大学
专　业: 化学工艺
关键词: 生物传感器 DNA 导电高分子聚噻吩聚芴胞嘧啶茎环结构
分类号: TP212.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

生物传感器是一种特殊形式的传感器,具有灵敏度高、特异性好、快速、准确和方便等特点。新一代光电材料—导电高分子作为传感材料,具有构象效应、信号放大效应和电子传递效应,可以很大程度地提高传统生物传感器的性能,因而受到了研究者的广泛关注。本论文利用水溶性阳离子聚噻吩类(PMNT)导电高分子的构象效应和聚芴类(PF)导电高分子的信号放大效应,分别设计了面向环境毒素、疾病相关基因结构转变以及基因检测的三种生物传感器。利用PMNT的构象效应和胞嘧啶(cytosine,C)可以与Ag+特异性结合的性质,设计了以无标记DNA为识别探针的Ag+比色传感器。该传感器实现了对Ag+的灵敏、特异性检测,比色法可检测5μM的Ag+,借助紫外和荧光方法可分别将灵敏度进一步提高到100 nM和83 nM。该传感器用于模拟体系中也得到了较好的效果。与其他Ag+检测方法相比,该传感器具有无需标记、检测时间短、可在水相中工作以及可实现“turn on”模式等优点。人端粒DNA的富C序列在不同pH条件下会形成不同的构象。基于此原理,本文利用PMNT的构象效应设计了一种检测质子诱导人端粒DNA结构变化的比色传感器,实现了人端粒DNA由i-motif结构向单链结构转变的简便、快速、直观的检测。借助紫外方法检测,其检测下限可达40 nM的富C序列。这种“分子开关”还可用于细胞、植物、动物以及环境pH变化的检测分析。通过调节体系中i-DNA及其互补链cDNA的浓度比例,可以对其pH响应范围进行调整,使其应用范围更广,检测结果更加灵敏。以茎环结构的DNA为探针,分别利用PMNT和PF的构象效应设计了目标DNA的比色传感器和荧光传感器。比色传感器采用无标记的茎环探针,实现了目标DNA的比色检测,检测下限可达10 nM;荧光传感器采用荧光素(FAM)标记的茎环探针,实现了目标DNA的荧光检测,检测下限可达1 pM。此外,以上两种传感器均可实现单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms,SNP)的检测。

基于导电高分子的光学DNA生物传感器的研究

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