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生物大分子光谱探针的研究及其分析应用

刘潇彧  
【摘要】: 核酸与蛋白质是生命的物质基础。核酸是生物的基本遗传物质,参与着生命活动的各个阶段。蛋白质是生物体含量最丰富的高分子物质,肩负着各种生理功能,是生物性状的直接表达者。因此研究核酸和蛋白质与小分子相互作用,建立高灵敏度、低检出限的核酸和蛋白质的定量测定方法,不但对新型的药物设计、药理和毒性的研究提供帮助,而且在临床检测等方面也具有重要意义,因此成为当前生物分析化学研究的前沿和热点之一。 本论文以荧光和共振光散射技术为主要研究手段,结合多种分析技术寻找新的核酸和蛋白质探针,建立了灵敏的定量检测新方法,并进行了机理研究和探讨。本文共四部分。 论文第一部分综述了荧光和共振光光谱探针以及纳米粒子在核酸和蛋白质生物大分子分析中的研究进展。 论文第二部分,研究了金霉素、纳米金和核酸的相互作用。研究表明:核酸的加入,可使得金霉素-纳米金的共振光散射强度显著增强,且体系共振光散射增强程度与核酸的浓度在一定范围内具有良好的线性关系,据此建立了定量测定核酸的新方法。fsDNA和smDNA的线性范围分别为:5.0×10-8~1.5×10-5g mL-1和6.0×10-8-1.0×10-5g mL-1,检出限分别为1.2×10-9 g mL-1和1.5×10-9g mL-1,并成功应用于实际样品中DNA的定量测定。体系的相互作用机理研究表明:CTC-AuNPs与fsDNA之间发生了长距组装作用,导致了体系共振光散射强度的增强。 论文第三部分,研究了异金霉素、纳米金和核酸的荧光猝灭作用。研究发现,核酸的加入可以使异金霉素-纳米金体系的荧光发生猝灭,由此建立了一种测定核酸的简单、灵敏的荧光方法。在最佳实验条件下,核酸浓度与荧光强度猝灭程度之间具有良好的线性关系,fsDNA和ctDNA线性范围分别为:1.0×10-8-2.0×10-6 gmL-1和1.0×10-8-1.6×10 -6 g mL-1,检出限分别为3.2×10-9g mL-1和4.0×10-9 g mL-1。机理研究表明:异金霉素能吸附在纳米金表面,产生表面荧光增强效应,而异金霉素—纳米金与核酸之间主要以沟槽式结合,同时存在静电作用。 论文第四部分,研究了亚甲基兰-SDBS和蛋白质的相互作用,建立了定量测定蛋白质的同步荧光方法。在最佳实验条件下,MB-SDBS-蛋白质体系同步荧光强度的增强程度与蛋白质的浓度在一定范围内呈良好的线性关系,BSA和EA的线性范围分别是:8.0×10-8-4.0×10-5g mL-1和1.0×10-7-3.5×10-5 g mL-1,检出限分别达到8.9×10-9g mL-1和1.0×10-8g mL-1。该方法具有稳定性好,操作简单和灵敏度高等特点。机理研究表明:MB二聚体的解聚,MB-SDBS-BSA复合物的形成以及BSA-SDBS提供的疏水微环境是该体系同步荧光增强的主要原因。 本论文的主要特点: 1、利用核酸对金霉素-纳米金的共振光散射强度增强作用,建立了灵敏度高,稳定性好的定量测定核酸的共振光散射新方法,探讨其相互作用机理。 2、研究了核酸对异金霉素-纳米金体系的荧光猝灭机理,建立了测定核酸的新方法。 3、利用同步荧光技术,研究了蛋白质对MB-SDBS体系的荧光增强作用,建立了测定生物背景干扰小的蛋白质的近红外同步荧光分析新方法,并应用多种技术探讨了体系的作用机理。


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