金纳米粒子在核酸检测中的应用研究

【摘要】：核酸的压电检测法是一种把高灵敏的压电质量传感与特异的生化反应结合在一起的新型核酸检测方法,该方法具有检测速度快、灵敏度高、操作简单、无需标记和可以进行实时监测等特点。我们将金纳米粒子应用于核酸压电检测法中,对整个过程进行深入、系统的研究,以期望寻找一种高效的检测核酸的方法。 本文利用1,6-己二硫醇分子作连接剂,将金纳米粒子组装在QCM 芯片上,在经过金纳米粒子修饰的芯片上进行寡核苷酸探针的固定及其与靶核酸的杂交。通过一系列实验,我们详细研究了1,6-己二硫醇在芯片表面的组装,不同粒径的金纳米粒子的自组装,寡核苷酸探针在金纳米粒子表面的组装以及靶核酸的杂交的动力学。 采用实验室自行研制的微型压电生物芯片实时分析仪对实验进程进行实时在线的监测,并对金纳米粒子的粒径对粒子的组装、寡核苷酸探针的固定及靶核酸的杂交的影响进行了探讨,为选择粒径较适宜的粒子提供依据。 研究表明,金纳米粒子自组装的动力学随着粒子的尺寸的变化而变化。对于粒径较小的金粒子而言,首层形成单分子层的速度比相应形成多分子层的速度要快;然而,对粒径较大的金粒子而言,单分子层形成的速率较多分子层的形成速率慢。在金纳米粒子修饰的表面上进行寡核苷酸探针自组装,能够得到较高的探针表面密度,而探针的表面密度将显著影响核酸固相杂交的动力学。通过对金纳米粒子及寡核苷酸自组装动力学研究,杂交反应动力学研究,初步探明了提高压电法检测核酸的几个关键因素,这将有利于提高核酸检测的灵敏度。 通过金纳米粒子的应用,使核酸压电检测法的检测范围和灵敏度均得到了明显的改善。论文最后讨论了压电生物芯片在核酸分析上的应用前景,并展望了压电生物芯片与纳米技术结合的应用前景。