纳米金对聚合酶链式反应的影响及其机制研究

论文摘要

聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction,PCR）是生物医学领域最常用、最重要的技术之一,它能够实现DNA片段的体外扩增,可以满足后续的分析测试需要,因此是许多临床检测和生物分析的基础。纳米技术的发展以及与生物技术的融合,为解决生物技术中的问题提供了机遇,纳米物质对于PCR反应的影响也日益受到人们的关注。本论文研究了纳米金对PCR反应的影响,并对其影响PCR反应的机制进行了探讨。实验结果表明:1.往PCR体系中加入一定量的纳米金（0～1.2 nM）之后,PCR反应被抑制,并且这种抑制作用与纳米金的浓度有关,纳米金的浓度越大,PCR反应产物的产量就越少,当纳米金浓度大于1.0 nM时PCR反应甚至被完全抑制,得不到扩增产物。2.提高Taq DNA聚合酶的浓度至初始浓度的1.6倍,即可有效地解除纳米金对PCR反应的抑制,而分别提高PCR体系其他组分(Mg2+、dNTP、引物、模板等)的浓度至初始浓度的6倍,仍无效。3.提高Taq DNA聚合酶的浓度可以有效解除纳米金对PCR反应的抑制,再次提高纳米金的浓度,PCR反应又被抑制,如果再次提高Taq DNA聚合酶的浓度又可以解除抑制。说明纳米金与Taq DNA聚合酶的相互作用是导致PCR抑制的主要原因。4.在含有1.0 nM纳米金的PCR体系中,保持Taq DNA聚合酶的浓度（1.25 U/μL）不变,添加牛血清蛋白（BSA）,当其浓度大于0.04μg/μL时也可以解除纳米金对PCR反应的抑制说明,BSA和Taq DNA聚合酶可以竞争性地与纳米金相互作用。5.纳米金与Taq DNA聚合酶混合体系的紫外可见吸收光谱结果显示:纳米金的吸收峰由518 nm红移到527 nm,并且吸收峰变宽;粒径分析结果显示,粒径变大;X射线光电子能谱图上出现了Au和N的吸收峰。这些结果均证明,纳米金与Taq DNA聚合酶和BSA之间存在相互作用。6.圆二色谱结果表明,纳米金与BSA相互作用后BSA的α-螺旋含量由63.1%降低为47.7%说明,BSA的构象发生了改变,并且纳米金的浓度越高,BSA的构象改变就越大。7.提出了纳米金抑制PCR扩增的机制:纳米金与Taq DNA聚合酶相互作用后导致其构象发生了改变,降低了酶的活性,导致PCR的扩增效率降低。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 PCR技术简介
• 1.1.1 PCR技术存在的问题
• 1.1.2 PCR常用优化方法
• 1.1.3 PCR各组分对PCR的影响
• 1.1.4 反应条件对PCR的影响
• 1.2 纳米金的背景知识介绍
• 1.2.1 纳米金的特性
• 1.2.2 纳米金的制备
• 1.2.3 纳米金的表征
• 1.2.4 纳米金在生物医学领域的应用
• 1.3 纳米金对PCR的影响
• 第二章 纳米金对PCR的影响及其机制探讨
• 2.1 纳米金的制备与表征
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验方法
• 2.1.3 结果与讨论
• 2.2 Hela细胞的培养
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 实验方法
• 2.2.3 结果与讨论
• 2.3 细胞基因组DNA的提取与分析
• 2.3.1 实验材料
• 2.3.2 实验方法
• 2.3.3 结果与讨论
• 2.4 基于纳米金的PCR及其机制研究
• 2.4.1 实验材料
• 2.4.2 实验方法
• 2.4.3 结果与讨论
• 第三章 全文总结
• 参考文献
• 硕士期间研究成果
• 致谢