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由于生化分析研究领域的不断发展,对于生物分子简单、快速、灵敏的检测在医学诊断、食品分析等领域有着重大的意义。但是由于一些目标分子浓度太低无法直接检测,迫切需要发展信号放大技术来实现对生物分子的灵敏检测。本研究主要采用了荧光分析的方法,利用纳米粒子的金属荧光增强效应(MEF)、滚环扩增(RCA)、杂交链式反应(HCR)和核酸外切酶放大的信号放大技术以及聚集诱导发光(AIE)效应实现对生物小分子、DNA以及金属离子的高灵敏高选择性的检测。主要的研究内容包括以下三个方面:(1)基于银纳米粒子(AgNPs)的金属荧光增强效应,结合荧光共振能量转移(FRET),构建了灵敏检测ATP的荧光传感系统。将标记荧光基团的ATP适体链固载到AgNPs的表面,通过DNA杂交互补,将标记有猝灭基团的互补链与适体结合,从而实现荧光共振能量转移。靶分子ATP与适体特异性结合后,荧光基团与猝灭基团分离,同时荧光基团与AgNPs表面的距离减小,银纳米粒子的金属荧光增强效应使荧光信号增强,实现对ATP的检测。该方法具有良好的选择性,且成功应用于人血清实际样品中ATP的分析。该方法适用范围广、选择性强、操作便捷,在生物检测方面具有潜在的应用价值。(2)将滚环扩增技术和杂交链式反应放大技术相结合,通过双重信号放大,实现对靶DNA的高灵敏检测。通过靶DNA的杂交互补反应与锁扣DNA相结合,在DNA工具酶的作用下发生滚环复制放大反应,在剪切酶作用下RCA产物引发杂交链式反应,使荧光基团与猝灭基团相互靠近,发生荧光共振能量转移,荧光信号降低,从而实现对靶DNA的高灵敏度和高选择性的检测。(3)将核酸外切酶(ExoIII)循环放大技术与聚集诱导发光效应相结合,构建了灵敏的检测Hg2+的传感体系。利用T-Hg2+-T的配位作用将Hg2+嵌入到双链DNA中,在核酸外切酶的作用下,双链DNA沿3’→5’的方向逐步催化水解成单核苷酸,从而形成两段单链DNA,一段作为T-Hg2+-T的结合原料实现循环信号放大;另一段则与TPE-N3(四苯基乙烯的衍生物)标记的Substrate DNA形成三螺旋结构。通过形成三螺旋结构抑制TPE-N3的分子内旋转,产生聚集诱导发光效应,使其荧光增强,从而实现对Hg2+的检测。