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基于分子信标和CdS/DNA纳米复合物的荧光探针研究

作　者: 赵琎
导　师: 王建秀；龙云飞
学　校: 中南大学
专　业: 分析化学
关键词: 荧光探针 分子信标 CdS/DNA纳米复合材料 Hg2+
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 27次
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内容摘要


荧光探针(Fluorescent probe)可用于生物分子,如核酸、蛋白质、细胞以及环境中重金属离子的传感,它具有灵敏度高、选择性好、反应迅速等优点。近年来,随着生命科学的发展,其应用范围也不断扩展。本论文围绕荧光探针的设计、合成及相关应用,开展了以下两部分工作：首先,设计了一种特殊的分子信标,猝灭基团为胸腺嘧啶(T)与汞离子形成的复合物。当T-Hg-T复合物与荧光基团靠近时,由于二者间的荧光共振能量转移(FRET)以及汞原子的重原子效应,实现了荧光分子的有效猝灭,从而建立了灵敏检测Hg2+的方法。该方法选择性好,其它离子的存在不干扰Hg2+的测定。当引入与环部匹配的靶核苷酸序列后,荧光基团与猝灭基团可分开,从而使分子信标的荧光得以部分恢复。该分子信标设计简便、经济,可区分单碱基错配的寡核苷酸序列。其次,我们采用模板法合成了一种新型的CdS/DNA纳米复合材料。由于DNA的磷酸骨架带负电,Cd2+和S2-在DNA模板表面进行交替吸附,从而得到具有一定厚度的CdS覆盖层。CdS/DNA纳米复合材料具有良好的荧光特性和水溶性,在330 nm处发射较强的荧光。利用Hg2+对复合材料荧光猝灭的特性建立了灵敏检测废水样品中Hg2+的方法。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-25
  1.1 引言  7
  1.2 分子信标  7-12
    1.2.1 分子信标的结构和原理  7-9
    1.2.2 影响分子信标的因素  9-10
    1.2.3 分子信标的标记研究  10-12
  1.3 分子信标的应用研究  12-15
    1.3.1 核酸检测  12-14
    1.3.2 蛋白质检测  14-15
  1.4 分子信标的小结与展望  15
  1.5 半导体纳米材料  15-18
    1.5.1 半导体纳米材料的特性  15-17
    1.5.2 半导体纳米材料的优点  17-18
  1.6 CdS纳米材料的制备方法  18-20
    1.6.1 溶胶-凝胶法  18
    1.6.2 均匀沉淀法  18-19
    1.6.3 水热法  19
    1.6.4 模板法  19-20
  1.7 CdS纳米材料的应用研究进展  20-23
    1.7.1 无机金属离子检测  20
    1.7.2 核酸识别  20-21
    1.7.3 免疫分析  21
    1.7.4 细胞成像  21-22
    1.7.5 生物活体成像  22-23
  1.8 半导体纳米材料的研究展望  23-24
  1.9 本论文的研究背景与意义  24-25
第二章 特异性检测汞离子和DNA的新型分子信标的研究  25-38
  2.1 引言  25
  2.2 实验部分  25-29
    2.2.1 实验试剂  26-27
    2.2.2 仪器设备  27
    2.2.3 实验操作步骤  27-29
  2.3 结果与讨论  29-37
    2.3.1 实验原理示意图  29-30
    2.3.2 缓冲溶液的选择  30-31
    2.3.3 六次甲基四胺-HClO_4最佳pH值的确定  31
    2.3.4 盐浓度的影响  31-32
    2.3.5 荧光素的对照实验  32-33
    2.3.6 分子信标T碱基个数的选择  33
    2.3.7 Hg~(2+)浓度对分子信标猝灭的影响  33-34
    2.3.8 分子信标的选择性  34-35
    2.3.9 DNA序列的检测  35-37
  2.4 小结  37-38
第三章 新型CdS/DNA纳米复合材料检测Hg~(2+)的研究  38-52
  3.1 引言  38
  3.2 实验部分  38-42
    3.2.1 实验试剂  38-40
    3.2.2 实验仪器  40
    3.2.3 实验操作步骤  40-42
  3.3 结果与讨论  42-51
    3.3.1 CdS/DNA纳米复合材料的荧光光谱与共振光散射光谱表征  42-44
    3.3.2 CdS/DNA复合物的荧光随时间的变化  44-46
    3.3.3 CdS/DNA纳米复合物与汞离子作用前后的AFM表征  46
    3.3.4 BR缓冲液的最佳pH值确定  46-47
    3.3.5 CdS/DNA对汞离子检测的线性范围  47-48
    3.3.6 温度对Hg~(2+)检测的影响  48
    3.3.7 CdS/DNA纳米复合材料检测汞离子的选择性  48-49
    3.3.8 汞离子对CdS/DNA纳米复合材料的荧光猝灭机理  49-51
    3.3.9 水样中Hg~(2+)的测定  51
  3.4 小结  51-52
结论  52-53
参考文献  53-61
致谢  61-62
攻读学位期间主要的研究成果  62

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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