基于滚环dna扩增和纳米材料的生物传感分析方法研究

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1、学校代号10532学号B1211S018分类号密级博士学位论文基于滚环DNA扩增和纳米材料的生物传感分析方法研究学位申请人姓名孔祥娟培养单位化学化工学院导师姓名及职称楚霞教授学科专业分析化学研究方向生物传感与生化分析论文提交日期2016年05月学校代号：10532学号：B1211S018密级：湖南大学博士学位论文基于滚环DNA扩增和纳米材料的生物传感分析方法研究学位申请人姓名：孔祥娟导师姓名及职称：楚霞教授培养单位：化学化工学院专业名称：分析化学论文提交日期：2016年05月论文答辩日期：2016年05月答辩委员会主席：吴海龙教授Stud

2、iesonAnalyticalMethodsofBiosensingBasedonRollingCircleAmplificationandNanomaterialsbyKONGXiangjuanB.S.(DeZhouUniversity)2010AdissertationsubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofDoctorofScienceinAnalyticalChemistryintheGraduateSchoolofHunanUniversitySu

3、pervisorProfessorCHUXiaMay,2016湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明；所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个。人和集体，均已在文中臥明确方式标明本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：亦」Ｉｆ义日期一〇八年／月《日！学位论文版权使用授权书本学位讫文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关

4、部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可臥将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１、保密□，在年解密后适用本提权书。２、不保密口（＂＂（请在上相应方框内打Ｖ）＂＇？■〇／＾作者签名：盈Ｊ１４自日期：；年月日导师签名：日期：八／占年＾月《日Ｉ博士学位论文摘要随着分析科学的不断发展，生命科学领域中蛋白质、核酸、酶活性以及生物小分子的相关信息越来越多地需要借助于生物传感技术进行分

5、析和检测取得。快速，准确的获取这些生命分子的信息对生物医学，临床诊断和治疗具有非常巨大的意义。近年来，新的分子生物技术不断涌现，并在科学研究和实际应用中得到不断的发展和完善。然而，随着医学诊断水平的不断提高和科学研究的持续深入，对生物分子检测方法的要求也越来越高。开发一些高灵敏度、高特异性、高准确性、低成本、简单快速的定性或定量的分析方法以更好的满足研究和实际应用的需要成为分析化学科研工作者面临的重大挑战。本论文针对上述问题，基于滚环DNA扩增技术和新型纳米材料发展了一系列高灵敏度、高特异性的生物分析方法用于酶活性、核酸、蛋白以及小分子检

6、测，并进一步通过对实际样品的分析，初步验证了这些技术的可行性、可靠性以及准确性。具体内容如下：人鸟嘌呤糖基化酶（hOGG1）由于具有修复DNA氧化损伤的能力而在维持生命体基因完整度上发挥着重要作用。hOGG1的表达水平与很多包括癌症在内的疾病紧密相关。在第2章中，我们构建了一种新颖的荧光“light-up”型的生物传感器用于高灵敏检测hOGG1活性。该方法的建立基于目标物诱导形成5’端磷酸化探针和能够产生自催化DNA酶的滚环扩增技术。该方法对hOGG1的检测限可低至0.001U/mL，如此低的灵敏度主要归因于基本没有增加的背景信号和我们构

7、建的双信号放大策略。据我们所知，这是检测碱基修复酶的方法中最灵敏的检测方法之一。同时，该方法对可能影响目标物检测的干扰酶体现出很好的特异性，在实际样品的分析中有很大的应用潜力。单核苷酸多态性，是指基因组水平上单个核苷酸的变异，是最常见的遗传变异类型。如果突变发生在遗传基因的编码区，可能会引起所编码的蛋白质结构或功能的改变，从而引起基因疾病的发生。发展高灵敏，高特异性的检测方法用于单核苷酸多态性的检测对产前基因诊断具有重要意义。在第3章中，我们利用EcoliDNA连接酶对单碱基错配的高特异性识别能力，结合上一章的滚环扩增技术和DNA酶循环放

8、大技术构建了一种高灵敏和高特异性检测单核苷酸多态性的分析方法。挂锁探针只能与完全互补的目标DNA杂交后才能被EcoliDNA连接酶连接成环，并引发级联信号放大反应。错配的DNA与挂锁探针不能发