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核酸由于其内在的分子碱基配对能力自然选择为识别元素,在生物研究、临床诊断和生物应用等方面,核酸的检测是尤为重要的。近年来,发展起来的荧光方法具有易操作和高灵敏的优点,因此成为最广泛使用的检测方法之一。本论文从简单、经济的角度出发,结合2-氨基嘌呤(2-aminopurine,2-AP)和G-四链体构建了几种新型荧光生物传感器。具体内容如下:一、双链替换的生物传感结合免猝灭的荧光方法快速地检测微小RNA这个生物传感包含一个2-AP作为荧光基团和一个预先设计的c DNA,这条c DNA链与2-AP探针部分杂交形成双链。当目标微小RNA(micro RNA,miRNA)加入,c DNA链能从c DNA2-AP探针双链中竞争下来,与目标miRNA杂交形成c DNARNA异源双链,释放2-AP探针,导致荧光信号增强。通过该法实现了5 n M的检测限和5-1000 n M的线性范围(R2=0.9971)。该检测策略是快速,可以在2 h时内完成,另外整个检测程序无需昂贵的纳米颗粒和复杂的仪器,具有潜在的实际应用性。二、单标记的荧光探针用于简单灵活地同时检测两个肝癌相关miRNAs同时检测两种重要的miRNAs可以潜在地评估病理状态。在设计中,荧光探针是一个G-四链体的单链DNA,使用2-AP分子作为荧光基团。探针与c DNA-1和c DNA-2部分互补配对,c DNA-1和c DNA-2分别是miRNA-26a和miRNA-122的互补链。当目标miRNAs同时加入,c DNA(c DNA-1和c DNA-2)从c DNA2-AP探针双链中竞争下来形成c DNARNA异源双链,释放探针,使得荧光信号增强。miRNA-26a和miRNA-122的检测限均为2.5 n M,该法实现了宽线性范围:2.5-500 n M。这一策略有潜在的实际应用性。三、基于G-四链体发夹DNA免标记荧光灵敏地检测DNA本章节开发了一种简单经济的免标记传感方法用于准确和灵敏的DNA荧光检测。H1中的G-四链体序列最初被锁定,当存在靶DNA时,H1的发夹结构打开。H2与未折叠的H1杂交,取代靶DNA。最终,释放的靶DNA再次与H1杂交并引发循环扩增。因此,H1末端形成许多G-四链体,G-四链体与N-甲基卟啉二丙酸IX结合后导致荧光增强。低的背景信号使测定的准确性提高,这一方法可检测低至40 p M,线性范围为3个数量级。该策略具有高的选择性,能区分靶DNA和其他错配DNA的能力,尤其是单碱基错配DNA。因此,在基于DNA的分子诊断中,所提出的方法具有潜在的应用性。