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《江南大学》 2018年
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功能性纳米四面体的癌症标志物检测与DNA特异性剪切性质研究

郝恬甜  
【摘要】:本论文研究了不同种类的纳米材料基于DNA的自组装,不仅可以将DNA作为骨架将纳米材料组装成四面体空间结构,实现特定癌症标志物的检测,而且用一种切角四面体形貌的材料与DNA进行自组装,在光照的作用下,实现材料形貌和特性改变的同时,能将该DNA在特定位点进行切割,赋予纳米材料光催化特性。首先用含有能特异性识别癌症标志物的适配体序列作为纳米材料的组装骨架,将金和上转换纳米材料组装成空间四面体结构,构建了能特异性识别前列腺特异性抗原(PSA)和凝血酶的生物传感器,实现了对两种目标物的同时检测,并且具有很好的特异性。当有凝血酶存在时,凝血酶与金表面修饰的适配体结合,使金纳米粒子脱落,组装体的拉曼信号减弱,并且凝血酶浓度越高,拉曼强度越低。当PSA存在时,与修饰在上转换纳米粒子表面的适配体结合,使上转换纳米粒子从组装体上脱落,原本被淬灭的荧光得到恢复,凝血酶浓度越高,脱落的上转换纳米粒子越多,荧光强度越强。凝血酶和PSA的检测限分别达到了5.7×10~(-17)和3.2×10~(-20)M。合成了以手性半胱氨酸为配体的碲化镉(CdTe)纳米粒子,这种材料呈切角四面体状,能与鲑鱼精DNA在圆偏振光照射的条件下自组装成棒状纳米结构。当使用半胱氨酸的结构类似物为配体合成手性纳米粒子时,自组装不能发生。只有半胱氨酸的特殊构型能与鲑鱼精DNA接触并结合,并且整个体系由于DNA的参与加速了电子的转移,最终形成了具有荧光的富含元素Te的手性纳米棒。通过对上述组装后溶液中的DNA进行电泳表征和序列分析,发现此组装过程能对DNA特定位点进行切割,即这种半胱氨酸修饰的CdTe纳米粒子具有限制性核酸内切酶的功能。通过设定不同的对照实验,发现半胱氨酸修饰的CdTe纳米粒子能特异性识别不少于90个碱基对的双链DNA,并且在特异性序列GAT’ATC处选择性切割(’表示切割位置)。结果表明,切割活性来自光诱导产生活性氧,该位点的特异性切割归因于切角四面体形状的半胱氨酸修饰的CdTe与特定DNA序列构象之间的强亲和力。
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:R730.4;TB383.1

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