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基于单分子技术的伏马菌素均相免疫分析方法研究

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基于单分子技术的伏马菌素均相免疫分析方法研究

作者：卞燕南上海交通大学

学位级别：硕士

伏马菌素(Fumonisin)是一种主要由串珠镰刀菌产生的霉菌毒素,广泛存在于世界各地的玉米和玉米为原料的产品中。目前已发现的伏马菌素有11种,其中伏马菌素B(Fumonisin B,FB)是其主要组分,占伏马菌素总量的70%-80%。FB是伏马菌素中毒性最... 详细信息

伏马菌素(Fumonisin)是一种主要由串珠镰刀菌产生的霉菌毒素,广泛存在于世界各地的玉米和玉米为原料的产品中。目前已发现的伏马菌素有11种,其中伏马菌素B(Fumonisin B,FB)是其主要组分,占伏马菌素总量的70%-80%。FB是伏马菌素中毒性最强的,也是造成伏马菌素毒性作用的主要原因。它对人、动物的健康具有很大的危害,属于2B类致癌物质。因此,有必要发展灵敏、快速的伏马菌素检测方法。由于酶联免疫分析具有高灵敏度高选择性的特点,它被广泛用于食品中伏马菌素的监测。然而,它是一种非均相免疫分析,比较费时费力。与非均相免疫分析相比,均相免疫分析能够在均一的反应混合物中直接测定待分析物。由于这样的方法分析时间短,近年来得到了快速的发展。本文将单分子检测方法与均相免疫分析方法相结合,建立了玉米中FB的快速检测方法。本论文的研究工作主要包括:1.采用均相免疫分析模型,以荧光染料标记伏马菌素作为探针,基于荧光相关光谱(Fluorescence correlation spectroscopy,FCS)方法,建立了一种灵敏的FB单分子检测方法。荧光探针和其免疫复合物的粒径大小不同,它们在检测微区内的特征扩散时间不同。通过荧光相关光谱方法可以得到检测微区内结合到抗体的上的探针比例Y,最终获得FB浓度与结合到抗体的上的探针比例Y之间的相关性。我们采用Alexa 488标记伏马菌素B来合成探针,优化了免疫分析的实验条件。在优化的实验条件下,伏马菌素B的线性范围为1.0μg/L到25.0μg/L,检测限为1.0μg/L。该方法成功地检测了加标玉米样品和天然玉米样品中的FB,得到的结果与ELISA法的实验结果相当。2.将基于金纳米粒子的共振光散射相关光谱(Resonance light scattering correlation spectroscopy,RLSCS)方法和均相免疫分析方法结合,构建了RLSCS法用于检测FB。鉴于金纳米粒子具有很强的散射信号,以金纳米粒子标记FB作为探针。当溶液中的抗体与探针发生免疫反应而结合到探针表面时,金纳米粒子的粒径变大,导致溶液中金纳米粒子的特征扩散时间变长,能够被共振光散射相关光谱方法灵敏地检测到。我们首先将FB通过共价键的形式连接到金纳米粒子的表面,形成金纳米粒子探针。然后系统地优化了实验条件。在优化的条件下,FB的线性范围为10.0μg/L到200.0μg/L,检测下限为10.0μg/L。该方法成功地检测了加标玉米样品中的FB,得到的结果与ELISA法的实验结果吻合。实验结果表明我们发展用于伏马菌素B定量的荧光相关光谱和共振光散射相关光谱方法具有简单、快速和高灵敏的特点,该方法能够用于监测食品中有害化学物质。

关键词：伏马菌素B1 均相免疫分析单分子技术荧光相关光谱共振光散射相关光谱

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DDAO与DNA相互作用的单分子技术探究

DDAO与DNA相互作用的单分子技术探究

作者：李娜温州大学

学位级别：硕士

了解表面活性剂-DNA相互作用对基础物理生物学和生物医学应用的发展具有重要意义。本研究通过先进的生物单分子操纵磁镊(MT)技术对十二烷基二甲基氧化胺(DDAO)溶液中DNA的临界凝聚力进行探究,该研究在生物大分子如蛋白质分子操作中具有... 详细信息

了解表面活性剂-DNA相互作用对基础物理生物学和生物医学应用的发展具有重要意义。本研究通过先进的生物单分子操纵磁镊(MT)技术对十二烷基二甲基氧化胺(DDAO)溶液中DNA的临界凝聚力进行探究,该研究在生物大分子如蛋白质分子操作中具有潜在意义。DNA临界凝聚力可以通过DDAO浓度和溶液pH值以及单价离子浓度(NaCl)调控。首先在固定PH(7,5.5,4)下,临界凝聚力随浓度增加而增加,如溶液pH值为4,DDAO浓度在1 mM-10 mM的范围内,DNA临界凝聚力大约由0 pN增加到4.6 pN。其次发现DDAO在碱性条件下对DNA无明显影响,但在酸性条件下对DNA有凝聚作用,随着溶液pH值降低,凝聚作用增强。最后,在DDAO-DNA溶液中加入不同浓度NaCl,发现随着NaCl浓度的升高,DNA的凝聚效果变弱,DNA发生解凝聚。此外通过原子力显微镜(AFM)实验以及动态光散射(DLS)实验探究了 DDAO对DNA形貌特征及电荷中和的影响,其变化规律与MT相符。三种实验方法通过不同层面证明DDAO的浓度、pH值的大小是DNA发生凝聚的因素,中性或碱性溶液中,DNA和DDAO之间的主要吸引力为弱疏水相互作用,不能诱导DNA凝聚。降低体系pH值,DDAO分子间除静电作用外还存在氢键作用,DNA双螺旋结构被破坏。DDAO浓度较低,溶液中的表面活性剂分子表现为单体或二聚体,充当一个或两个基本电荷,类似于单价或二价阳离子,可中和DNA部分负电荷,但不能诱导DNA凝聚;DDAO浓度上升并伴随胶束的形成,DNA吸引更多的单体、二聚体和胶束,发生凝聚;DDAO浓度超过一定临界值时,溶液中的大部分DDAO分子都形成胶束,相当于携带许多正电荷的多价阳离子,可以更好地中和DNA表面电荷,凝聚效果更强。

关键词：单分子技术 DDAO-DNA相互作用 pH 浓度离子浓度凝聚

单分子技术实验指南（生命科学实验指南系列）

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生物技术通报 2010年第1期26卷 135-135页

内容简介：生命过程的单分子研究是一个新兴的研究领域，常常清晰并令人惊奇地揭示出生物大分子的精细工作。本书在世界范围内首次较全面地介绍了单分子研究技术，主要涉及两大类技术，一是荧光成像和光谱学技术，二是基于力学的操作和... 详细信息

内容简介：生命过程的单分子研究是一个新兴的研究领域，常常清晰并令人惊奇地揭示出生物大分子的精细工作。本书在世界范围内首次较全面地介绍了单分子研究技术，主要涉及两大类技术，一是荧光成像和光谱学技术，二是基于力学的操作和检测。全书共分21章。第1章对单分子技术的发展做了回顾和展望，其余20章均以技术为主题，除扼要介绍相关理论外，主要是结合具体的研究实例较详细地介绍实验方法。本书语言清晰易懂，具有很强的实用性。

关键词：单分子技术生命科学实验指南分子研究生物大分子生命过程内容简介世界范围

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发展用于生命过程研究的单分子技术刻不容缓

发展用于生命过程研究的单分子技术刻不容缓

中国科学院院士杨金龙：单分子技术仍处于原理提出和实验验证阶段 006

中国科学报

作者：潘锋

2007年，美国《科学》杂志刊出单分子研究专刊，指出单分子技术将能对细胞中单个分子的行为进行实时“拍摄”，得到细胞过程的分子“电影”，从而揭示生命过程的机制和奥秘。在日前举行的以“生物体系中的单分子成像、光谱及操纵”为主... 详细信息

2007年，美国《科学》杂志刊出单分子研究专刊，指出单分子技术将能对细胞中单个分子的行为进行实时“拍摄”，得到细胞过程的分子“电影”，从而揭示生命过程的机制和奥秘。在日前举行的以“生物体系中的单分子成像、光谱及操纵”为主题的第355次香山科学会议上，中国科协主席......

关键词：单分子技术单分子成像

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长春应化所利用多种单分子技术揭示葡萄糖转运体在细胞膜的分布形态和动态转运机制

中国电子报

作者：张依依

“单分子技术目前仍处于概念、原理的提出和实验验证阶段，离实际应用还有一段很长的路要走。”中国科学院院士杨金龙在接受《中国电子报》专访时向记者表示。作为来自微观世界的新概念，单分子科学探索的是分子世界的奥秘。注重原始创... 详细信息

“单分子技术目前仍处于概念、原理的提出和实验验证阶段，离实际应用还有一段很长的路要走。”中国科学院院士杨金龙在接受《中国电子报》专访时向记者表示。作为来自微观世界的新概念，单分子科学探索的是分子世界的奥秘。注重原始创新待成果上“书架”原子和分子是

关键词：单分子技术《中国电子报》杨金龙氢燃料电池汽车中国科学院院士实验验证

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化工新型材料 2018年第10期46卷 13-13页

葡萄糖分子是维持细胞代谢和生命活动的重要能量来源。葡萄糖转运体1（GLUT1）广泛存在于人体细胞表面,对于维持正常生理功能极为重要,其表达和功能异常与很多疾病相关。然而,GLUT1在细胞膜上的详细定位与分布信息,以及定位分布信息与... 详细信息

葡萄糖分子是维持细胞代谢和生命活动的重要能量来源。葡萄糖转运体1（GLUT1）广泛存在于人体细胞表面,对于维持正常生理功能极为重要,其表达和功能异常与很多疾病相关。然而,GLUT1在细胞膜上的详细定位与分布信息,以及定位分布信息与它们的生理功能之间的联系还未完全解析,尤其是单个葡萄糖分子跨膜转运的动态过程,葡糖糖与葡萄糖转运体之间的动态相互作用关系仍未阐明。

关键词：葡萄糖转运体细胞膜单分子技术长春应化所转运机制分布形态利用生理功能

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德国发明捕获单分子技术

激光与光电子学进展 2009年第8期46卷 11-11页

德国弗里茨-哈贝尔研究所的研究人员发明了一种捕获单分子的技术，为研究分子提供了一种全新的实验途径。

关键词：单分子技术捕获发明德国研究人员研究所

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纳米孔单分子技术在食品安全检测中的应用

未来食品科学 2021年第4期1卷 44-55页

作者：苏卓群李童李国梁陕西科技大学食品与生物工程学院陕西西安71002

食品安全与人民健康息息相关,食品安全检测技术则是保障食品安全的重要支撑.由于食品基质的复杂性以及痕量有害物质的存在,现有检测技术在灵敏度、特异性、准确性等方面仍面临着严峻的挑战.近年来,单分子检测技术得到了迅速发展,被广泛... 详细信息

食品安全与人民健康息息相关,食品安全检测技术则是保障食品安全的重要支撑.由于食品基质的复杂性以及痕量有害物质的存在,现有检测技术在灵敏度、特异性、准确性等方面仍面临着严峻的挑战.近年来,单分子检测技术得到了迅速发展,被广泛应用于基因测序、生物传感、疾病检测等领域.其中,纳米孔单分子检测技术具有巨大的潜在应用价值,具有免标记、便携、条件温和等优点,在食品安全检测领域得到了广泛应用,如重金属离子、生物毒素、抗生素、农药残留、非法添加剂等危害物的检测.本文重点介绍了纳米孔技术的传感原理、纳米孔的类别以及在食品安全检测领域的应用进展,并对今后纳米孔技术在食品安全检测领域的发展前景进行了展望.

关键词：食品安全纳米孔单分子技术食品污染物检测

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德国发明捕获单分子技术

广西科学院学报 2012年第3期28卷 235-235页

科学家很早以前就实现了用激光捕获单原子，其机制是利用激光光子反向碰撞单原子，使其渐渐“刹车”直到接近静止状态。但是这种机制无法用来捕捉分子，因为单分子吸收了反向光子后也不会“刹车”。德国的研究人员想到了用周期电势阱来... 详细信息

科学家很早以前就实现了用激光捕获单原子，其机制是利用激光光子反向碰撞单原子，使其渐渐“刹车”直到接近静止状态。但是这种机制无法用来捕捉分子，因为单分子吸收了反向光子后也不会“刹车”。德国的研究人员想到了用周期电势阱来抓住单分子。为此他们构造了一个由1240条金箔电极等间距排列而成的微芯片，并使微芯片上方形成间隔为100μm的圆柱形周期电势阱。

关键词：单分子技术激光捕获德国发明激光光子静止状态分子吸收研究人员