纳米粒子与生物大分子相互作用的研究及其分析应用

纳米粒子与生物大分子相互作用的研究及其分析应用

论文摘要

核酸与蛋白质是构成机体的两种重要的生物大分子。核酸是生物的基本遗传物质,与生物的生长,发育以及癌变,突变等活动相关。蛋白质则肩负着各种生理上的功能,从整体上维持生物体新陈代谢活动的进行,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、低检测限的核酸和蛋白质的定量测定方法,在新型的药物设计、抗癌药物的药理和毒性的研究,以及临床检测等方面具有重要意义,是当前生物分析化学研究的前沿和热点之一。本论文从寻找新的核酸和蛋白质探针,以建立灵敏的定量检测的方法出发,以荧光和共振光散射技术为主要研究手段,同时应用吸收光谱技术,圆二色光谱技术,荧光寿命、透射电子显微技术等手段进行了机理研究和探讨。本文共四部分。论文的第一部分综述了纳米粒子作为光谱探针在核酸和蛋白质等生物大分子分析中的研究进展及分析应用。在论文的第二部分,研究了桑色素、L-Cys-NZnS和核酸的相互作用。研究表明:L-Cys-NZnS与桑色素作用,使桑色素的荧光强度有所降低,而核酸(fSDNA和yRNA)的加入,可使得体系的荧光强度显著增强,且增强程度大大超过桑色素-核酸体系的荧光增强作用,体系的荧光的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,据此建立了测定核酸的新方法。fsDNA和yRNA的线性范围分别为:7.0×10-8-1.0×10-5g mL-1,和9.0×10-8-5.0×10-6 g mL-1,检出限分别为2.0×10-8 g mL-1和4.0×10-8 g mL-1,并成功应用于合成样品中fsDNA的定量测定。morin-L-Cys-NZnS与fsDNA的相互作用机理研究表明:morin-L-Cys-NZnS与fsDNA之间主要为沟槽与静电作用,并形成三元复合物,体系微粘度的增大,荧光寿命增长,荧光强度大大增强。在论文的第三部分,研究了稀土离子(铕)、L-Cys-NZnS和蛋白质的共振光散射增强现象。研究发现,蛋白质的加入可以使L-Cys-NZnS-Eu3+体系的共振光散射强度大大增强。由此建立了一种测定蛋白质的简单、灵敏的共振光散射法。在最佳实验条件下,建立了蛋白质浓度与增强的共振光散射强度之间的线性关系。BSA和EA线性范围分别为:8.0×10-8-1.4×10-5 g mL-1和8.0×10-8-1.2×10-5gmL-1,检出限分别为3.1×108 g mL-1和1.7×10-8 g mL-1。机理研究表明,Eu3+与L-Cys-NZnS的加入使BSA骨架结构周围环境的极性发生了变化,导致BSA构象发生改变,并形成了较大的聚集体,使体系的共振光散射强度增强。在论文的第四部分,研究了纳米银与檞皮素协同增效作用,建立了核酸测定新方法,并讨论了相互作用机理。在最佳实验条件下,檞皮素-纳米银-核酸体系荧光强度的增强程度与核酸的浓度在一定范围内呈良好的线性关系,fsDNA,smDNA和yRNA的线性范围分别是:8.0×10-9-2.0×10-6 g mL-1,5.0×10-8-5.0×10-6g mL-1和2.0×10-8-8.0×10-6g mL-1,检出限分别达到4.2×10-9g mL-1,1.2×10-8 g mL-1和6.6×10-9 g 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:纳米银-檞皮素与核酸之间以沟槽式和静电作用相结合,导致纳米银的自组装,形成柳叶片状的纳米晶。本论文的主要特点:1、研究发现,L-Cys-NZnS的加入可进一步增强桑色素-核酸的荧光强度,从而建立了测定核酸的荧光新方法,该方法具有灵敏度高,稳定性好,抗光漂白性增强等优点。2、研究发现,蛋白质的加入可以使L-Cys-NZnS-Eu3+体系的共振光散射强度大大增强,由此建立了一种测定蛋白质的简单、灵敏的共振光散射法。3、研究发现,纳米银的加入可进一步增强檞皮素-核酸的荧光强度,从而建立了测定核酸的荧光新方法,该方法具有稳定性好,灵敏度高等特点。

论文目录

  • 符号说明
  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 第一节 核酸荧光荧光探针的研究进展
  • 第二节 蛋白质光谱探针的研究进展
  • 1. 蛋白质的荧光探针
  • 2. 蛋白质的共振光散射探针
  • 第三节 纳米粒子在生物分析中的应用
  • 1. 贵金属纳米粒子
  • 2. 量子点
  • 3. 有机高分子纳米粒子
  • 4. 壳聚糖纳米粒子
  • 5. 纳米生物复合探针
  • 第四节 本论文的研究目的和研究内容
  • 1. 研究目的
  • 2. 研究内容
  • 第二章 桑色素-核酸-纳米硫化锌体系的荧光增强效应及相互作用的研究
  • 1. 实验部分
  • 2. 结果与讨论
  • 3. 机理探讨
  • 4. 结论
  • 第三章 纳米硫化锌-铕-蛋白质体系共振光散射增强效应的研究
  • 1. 实验部分
  • 2. 结果与讨论
  • 3. 机理探讨
  • 4. 结论
  • 第四章 核酸-纳米银-槲皮素体系荧光增强效应的研究
  • 1. 实验部分
  • 2. 结果与讨论
  • 3. 机理探讨
  • 4. 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录 攻读学位期间所发表的主要学术论文目录
  • 学位论文评阅及答辩情况表
  • 相关论文文献

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