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共轭聚合物具有光捕获能力,可用来放大荧光传感信号,提高检测灵敏度。以共轭聚合物作为生物传感元件,在生物分子(如核酸、蛋白质)高灵敏检测以及医疗诊断等方面的研究越来越受到人们的关注。本论文围绕共轭聚合物特殊的光电性质,设计、合成了一种新型的功能复合探针,并围绕它在生物检测中的应用,开展了以下几方面工作: 1.设计、合成了一种新型功能复合探针 CF-c-DNA,研究了其在水溶液中的光学性质与聚集状态的关系。研究结果表明核酸(DNA)在探针所占的比例越大,探针亲水性越强,在水溶液中以分散状态存在,其荧光释放。 2.发展了一种基于功能复合探针CF-c-DNA亲/疏水性质可调控的癌症检测方法,该方法克服了金标法(Telomerase Repeat Amplification Protocol,TRAP)的缺点。在该检测方法中,端粒酶引物与聚芴共价键结合,在端粒酶和dNTPs同时存在时,探针CF-c-DNA以(TTAGGG)n重复片段扩增。DNA在该探针中所占的比例增加,探针的亲水性增强,在水溶液中以分散状态存在,其荧光释放,以此成功实现对端粒酶活性的分析。本方法不仅检测灵敏度高,而且还可以应用于临床膀胱癌患者尿液中癌细胞端粒酶活性的检测。 3.发展了一种基于功能复合探针 CF-c-DNA的聚集荧光猝灭(aggregation-caused quenching,ACQ)性质的汞离子(Hg2+)检测方法。在有Hg2+存在时,两个或多个探针中的碱基 T与 Hg2+形成 T-Hg2+-T二级结构,探针在水溶液中以聚集状态存在,其荧光自猝灭。该方法对汞离子检测灵敏度高、成本低、简便灵巧,从而有望应用于环境污染监测。 4.发展了一种基于功能复合探针CF-c-DNA亲/疏水性质可调控的核酸或生物小分子的检测方法。该探针与其互补的 DNA序列杂化成双链 DNA后,DNA在双链中所占的比例增加,探针的亲水性增强,在水溶液中以分散状态存在,其荧光释放。ATP也可以与探针形成稳定的复合物,增加 DNA在探针中所占的比例,从而可以被检测。根据探针聚集态的变化所导致的荧光信号变化,可以简单、快速的检测DNA或ATP。 5.设计合成了一种由金属有机框架材料(MOFs)与 DNA四面体自组装形成的新型金属有机框架(MOFs)/DNA复合材料。通过荧光共振能量转移(FRET)、石英晶体微天平(QCM)、透射电镜(TEM)等表征手段,证实 DNA四面体在 MOFs中的成功组装。研究结果表明这种设计策略可以大大提高 DNA四面体结构的稳定性,有望应用于基因信息存储,为DNA纳米技术的发展提供一个新的平台。