AMP适配子生物传感器的构建及其应用

论文摘要

微生物的生长通常指群体的扩增,对微生物生长状况的监测,无论在理论研究还是在生产实践中都具有重要的意义。传统的研究主要是通过微生物生长量测定法,微生物计数法,生理指标法等来判断微生物的生长情况,对于微生物细胞内产生剧烈的能量变化过程的检测一直处于一种空白。AMP是能量代谢过程中一种重要的代谢产物,细胞内AMP含量的多少直接决定了细胞中能量代谢情况,此外AMP的特殊环状结构：cAMP亦是细胞信号传导过程中非常重要的物质。因此,细胞内AMP的水平是衡量微生物生长好坏状况的一个很重要的内部指标。本文设计并构建生物功能化了一种具有特异性亲和能力的AMP适配子生物传感器,与具有优越分离能力的生物功能化磁珠结合,用于细菌体内AMP的快速检测。整个实验体系包括以下几个方面工作：1.具有超顺磁性的链霉亲和素磁珠的化学合成。通过x-衍射实验检测表明：该非水相法合成的磁珠粒径约19 nm,成分为γ-Fe2O3构成的超顺磁性晶体。在碱性环境下,磁粒子与TEOS的水解反应,形成了粒径均匀的γ-Fe2O3／SiO2复合粒子。通过AEAPS的进一步的修饰,可以连接链霉亲和素,形成顺磁性的链霉亲和素磁珠。2.AMP适配子生物传感器的构建。该生物传感器主要由2条不同的寡聚DNA链组成。当这两条链在室温下杂交形成复合体,并按一定比例与链霉亲和素磁珠混合后,杂交链-磁珠复合物形成并构建了一个完整的AMP适配子生物传感器。3.AMP适配子生物传感器用于微生物细胞内AMP的快速检测。基于适配子与底物结合后发生构象变化的原理,实验挑选了三种常见的微生物（大肠杆菌、酵母菌和金黄色葡萄球菌）作为研究对象,对处于对数生长期的细胞体内AMP进行分析检测。通过本实验的研究表明该传感器具有较高的特异性、极强的灵敏度、较低的检测下限：6.25×10-8mol／L。且该传感器可用于活体细胞能量变化过程的监测,为其在环境、食品、医疗等领域的应用打下了基础。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章:文献综述
• 1.1. 磁性纳米技术
• 1.1.1. 磁性纳米粒子的合成
• 1.1.2 核壳型磁性纳米微球的合成
• 1.1.3 核壳型磁性纳米微球在分离中的应用
• 1.1.4 核壳型磁性纳米微球在分析检测中的应用
• 1.1.5 通过生物素亲和素将DNA在核壳型纳米材料表面的固定
• 1.2 适配子
• 1.2.1 适配子用于基础医学研究
• 1.2.2 适配子用于生物分析方面的应用
• 1.2.3 适配子用于传感器方面的应用
• 1.2.4 适配子结合纳米材料设计适配子生物传感器
• 1.3 生物传感器
• 1.3.1 生物传感器的特点
• 1.3.2 生物传感器的种类
• 1.3.3 生物传感器的应用
• 1.3.3.1 生物传感器在医学领域的应用
• 1.3.3.2 生物传感器在食品工业领域的应用
• 1.3.3.3 生物传感器在环境监测领域的应用
• 1.3.3.4 生物传感器在军事领域的应用
• 1.4 本课题的研究思路
• 第二章:链霉亲和素磁珠的合成
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验试剂与仪器
• 2.2.2 实验溶液配制
• 2.2.3 实验步骤
• 2O₃纳米粒子的合成'>2.2.3.1 超顺磁性γ-Fe₂O₃纳米粒子的合成
• 2.2.3.2 核壳型纳米磁性微球的合成
• 2.2.3.3 链霉亲和素修饰核壳型纳米磁性微球
• 2.3 实验结果与讨论
• 2.3.1 合成的超顺磁性的实验结果与讨论
• 2.3.2 合成的核壳型纳米磁性微球的实验结果与讨论
• 2.4 总结
• 第三章:AMP适配体生物传感器检测微生物体内的AMP
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 试验原理
• 3.2.2 实验试剂与仪器
• 3.2.2.1 实验菌种
• 3.2.2.2 实验所用试剂
• 3.2.2.3 实验所用仪器
• 3.2.3 实验溶液的配制
• 3.2.4 适配子生物传感器的组装
• 3.2.5 适配子生物传感器灵敏度的检测
• 3.2.6 适配子生物传感器特异性检测
• 3.2.7 适配子生物传感器的Native PAGE表征
• 3.2.8 适配子生物传感器检测微生物体内的AMP
• 3.3 实验结果与讨论
• 3.3.1 双链杂交量的讨论
• 3.3.2 适配子生物传感器是否作用的实验结果检测与讨论
• 3.3.3 适配子生物传感器特异性检测结果及讨论
• 3.3.4 适配子生物传感器灵敏度检测结果与讨论
• 3.3.5 适配子传感器检测微生物体内的AMP的实验结果及讨论
• 3.4 总结
• 第四章:结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间撰写、发表的学术论文
• 致谢
• 附录