基于纳米材料及DNA纳米技术的光学生物传感新方法

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sinolee
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
光学生物传感技术把生物识别事件通过光学信号的变化显示出来,从而实现对化学、生物信息的定量分析,具有灵敏度高、检测速度快、能够实现多通道检测等优点。纳米材料通常有一些纳米材料独有的物理化学性质,其中一些纳米材料表现出酶样活性,是天然酶的高度稳定和低成本的替代品,这种纳米材料成为纳米酶。与天然酶相比,纳米酶具有低成本、高稳定性和耐用性等优点,是天然酶的高度稳定和低成本的替代品。纳米酶的发现给生物传感器设计等领域的发展带来了新的机遇。DNA纳米技术利用碱基A、T、C、G之间的互补配对原则,通过人为控制碱基连接顺序,可以使核酸结构得到控制。DNA纳米技术的出现不仅对纳米科学技术领域还对材料化学、生物遗传学、光电子学、医学等领域产生了深刻的影响。本论文将光学传感技术与纳米酶及DNA传感技术的优势相结合,发展酶检测及抗体检测的新方法。本论文主要开展了以下工作:腺苷脱氨酶(ADA)活性及其抑制剂的测定在疾病监测、疾病诊断中具有十分重要的地位。我们设计并合成了一种用于特异性灵敏检测腺苷脱氨酶活性及抑制作用的掩蔽纳米酶。碱性磷酸酶底物磷酸4-甲基伞酮(4-MUP)可与碱性磷酸酶(ALP)反应,使磷酸酯键分解发出荧光。在金纳米颗粒上修饰ALP和核酸适配体(aptamer),再加入腺苷通过静电作用将aptamer折叠起来,从而将碱性磷酸酶进行掩蔽。当存在待测物腺苷脱氨酶ADA时,ADA与腺苷发生水解反应打开aptamer的掩蔽,使ALP暴露出来。底物4-MUP与ALP发生反应释放出荧光信号,实现对AD的检测。Aptamer折叠起来将ALP进行掩蔽,显著降低了本方法对ADA检测的背景信号,提高了方法信噪比,增加了检测的准确度和灵敏度。抗体在分子成像、疾病诊疗等领域具有十分重要的作用,是许多疾病的生物标志物。因此抗体的高灵敏、高特异性检测仍是研究人员关心的重点。我们开发了一种基于杂交链式反应信号放大法的DNA自组装法单步灵敏检测抗体的方法。以抗地高辛抗体作为模板进行验证。在引发链上修饰抗体的亲和抗原Dig,通过抗原抗体间的特异性结合,将引发链与抗体Dig-ab组装成抗体-DNA复合物。抗体-DNA复合物可引发修饰了荧光基团FAM和淬灭基团BHQ1的发夹DNA发生杂交链式反应形成自组装。当自组装发生后,荧光恢复,并通过HCR反应过程将荧光信号放大,从而实现高灵敏检测,估算的检测限约为0.032 n M。此外,通过在引发链上修饰不同的抗原配体连接并缀合到合成的引发链DNA序列上,本方法可实现对多种抗体的高灵敏检测。
其他文献
一般磁轴承转子系统需要添加轴向保护轴承,而螺旋槽型动压气体止推轴承在低转速状态下会产生接触摩擦,若将两者结合,可以弥补各自的缺点,并使系统具有更好的轴向支承性能。本文研究轴向磁气组合轴承的支承特性和系统的动态性能,以及螺旋槽型动压气体止推轴承作为保护轴承的可行性。设计制作了轴向磁气组合轴承转子系统试验台,对磁轴承电磁力和气体轴承承载力进行了理论分析,对螺旋槽型动压气体止推轴承的槽深、槽数、槽宽比、
高速磨粒流动辅助电解复合加工是一种在常规电解液中混入一定体积分数的磨粒进行表面抛光的光整加工方法。通过将磨粒的磨削作用与电化学作用相结合,可以进一步降低工件表面粗糙度,去除表面的凸起与凹坑,提高工件的表面完整性。由于难加工材料表面硬度高,直接加工比较困难,引入电解的方式可以提高加工速率,通过生成钝化膜的方式,降低磨粒损耗,增加磨粒使用寿命。本文针对难加工材料的高速磨粒流动辅助电解复合加工技术进行了
随着多电技术的发展,越来越多的民用飞机开始采用电作动技术。电作动技术的核心是作动电机的控制。而目前民机上常用的是旋转电机带动滚珠丝杠来输出需要的直线位移,直线电机的应用较少。而直线电机相比旋转电机而言,既有起动推力大、结构简单、可靠性高等优点,同时由于不需要额外的传动机构,能够直接对负载输出直线位移,其响应速度和工作效率也远远超过了旋转电机,因此,直线电机在多电飞机上的应用前景广阔。然而直线电机系
减少飞机重着陆事件的发生是航空安全领域关注的重要内容之一。重着陆事件会给飞机机身带来结构损伤,严重时则直接导致着陆失败,造成严重的人员伤亡及经济损失。随着飞机实时监测技术的不断深入应用,提前预测可能发生的重着陆将成为现实,如同空客的多种机型上已采用的防冲出跑道系统。为此,本研究根据当前飞机的运行状态参数、飞行员操控以及气象环境等信息,设计一种能够实现对重着陆提前预测的模型,分析是否存在重着陆的风险
自2009年Miyasaka等人首次使用机-无机杂化钙钛矿(OHP)作为一种新的光敏化剂取代传统染料电池中的吸光层以来,人们就没有停止对钙钛矿材料探索的脚步。相对于有机-无机杂化钙钛矿,全无机钙钛矿(IHP)拥有更加优异的物理和化学特性,在太阳能电池和液晶显示等领域都有着广泛的应用。然而,鉴于其离子晶体的特性,即使是全无机钙钛矿,其在高温环境下或者高极性溶剂中仍然容易发生相变和分解,因此要推动其在
化石燃料的急剧消耗以及由此引发的全球性环境问题,使得清洁能源的开发成为能源战略的关键,也是研究的焦点和前沿。电解水制氢是将可再生能源产生的电能转换为高能量密度氢能的重要途径,且具有清洁高效、操作简单等特点。析氢反应(HER)电催化剂是实现这一过程的关键材料,具有高催化活性的电催化剂能有效地降低HER过电势,加快反应动力学过程,从而提高电解水制氢的效率。目前HER商用的是Pt基贵金属催化剂,因为价格
电解铣削加工(Electrochemical Milling)是一种基于电化学阳极溶解原理的加工方式,加工时,采用结构简单的棒状工具阴极,以类似数控铣削的加工方式,控制高速旋转的工具阴极沿设定的加工路径进给,从而在工件上加工出一定的结构和表面。电解铣削加工是一种非接触式加工,具有无切削力、无热影响区和再铸层、无加工变形和颤振、无刀具损耗等优势,可解决蒙皮等易变形的薄壁类零件在机械加工中存在的变形和
虽然人类社会进步发展迅速,但也带来了诸多的环境问题,环境污染与能源短缺就是较为突出的两大问题。如何有效治理环境污染,以及寻找绿色、无污染、可再生的新能源来解决化石能源危机,成为了人们关注的焦点。研发新型高效的功能材料为解决这两方面的问题提供了积极的思路。金属-有机骨架(MOFs)材料是近些年迅速发展起来的一种新型有机-无机杂化材料,因自身诸多优点,受到研究者的广泛关注。本文的主要工作就是制备了一系
航空电子设备向着小型化、集成化发展,对大气辐射越来越敏感,大气中子辐射对飞机机载电子设备是一种威胁,高能粒子对飞机系统电子元件的轰击会产生单粒子翻转事件(Single Event Upset,SEU)。单粒子效应可以导致多种失效条件,包括数据错误和系统故障等,对飞机安全有严重危害。大气中高能粒子对民航飞机电子系统的影响正日益受到重视,单粒子事件相关的系统安全性审查也日益引起了多国适航当局的高度重视
在套料电解加工过程中,由于杂散腐蚀的存在,加工工件侧壁存在锥度。锥度是影响工件精度的一个重要因素,工程应用对加工工件的锥度具有较高要求。为了控制加工锥度,本文开展了变电压套料电解加工仿真与试验研究,具体研究内容如下:(1)开展了线性变电压电解加工仿真,对比分析不同阴极刃厚度以及不同曲率半径对工件锥度的影响。仿真结果表明:阴极刃厚度越薄,加工工件的锥度值越小;阴极刃曲率半径越小,电压参数的变化引起的