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三螺旋dna电致化学发光生物传感器的组装与表征

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青岛科技大学学报（自然科学版） 2013年第1期34卷 48-52,56页

作者：杨云旭叶素娟青岛科技大学化学与分子工程学院山东青岛266042

以三氯化钌水合物为原料,合成了联吡啶钌配合物,将标记联吡啶钌的dna自组装到金电极上,在绑定剂存在的条件下与特定序列的dna、标记二茂铁羧酸的dna杂交,形成三螺旋dna结构。基于二茂铁对联吡啶钌电致发光的猝灭作用,将电致化学发光技... 详细信息

以三氯化钌水合物为原料,合成了联吡啶钌配合物,将标记联吡啶钌的dna自组装到金电极上,在绑定剂存在的条件下与特定序列的dna、标记二茂铁羧酸的dna杂交,形成三螺旋dna结构。基于二茂铁对联吡啶钌电致发光的猝灭作用,将电致化学发光技术与三螺旋dna杂交技术相结合,组装了一种新颖的三螺旋电致化学发光生物传感器,利用紫外可见光谱法、交流阻抗技术和电致发光方法对合成的发光标记物的浓度进行了标定,对传感器的组装过程进行了表征,并对绑定剂进行了优化选择,形成了三螺旋dna生物传感器,将为生物活性分子检测提供一种有效的途径。

关键词：电致化学发光生物传感器三螺旋dna 二茂铁羧酸联吡啶钌

Loop环对分子内三螺旋dna稳定性的影响

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中国科学（B辑） 1998年第1期28卷 65-70页

作者：杨林静白春礼李任植汪新文王琛中国科学院化学研究所STM室北京100080

用分子力学方法研究了 4个分子内三螺旋dna ( 5′ d(TC) 6 d(T) m d(CT) 6 d(C) n d(AG) 6,m ,n分别为 4,3)的稳定性 ,并与相应的分子间三螺旋d(TC) 6 d(AG) 6·d(CT) 6进行了比较 .结果表明 :Loop环对分子内三螺旋的稳定性影响较小 ,但... 详细信息

用分子力学方法研究了 4个分子内三螺旋dna ( 5′ d(TC) 6 d(T) m d(CT) 6 d(C) n d(AG) 6,m ,n分别为 4,3)的稳定性 ,并与相应的分子间三螺旋d(TC) 6 d(AG) 6·d(CT) 6进行了比较 .结果表明 :Loop环对分子内三螺旋的稳定性影响较小 ,但是Loop上碱基和糖环构象的变化依赖于Loop环的长度 .Loop使分子内三螺旋dna嘌呤链的碱基堆积作用降低 ,链长增加 .三螺旋dna的糖环构象大部分是S型 ,同时也存在N型以及其他构象 .

关键词： Loop环分子内三螺旋 dna 稳定性三螺旋dna

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溴代胞嘧啶对三螺旋dna稳定性的影响

计算机与应用化学 1999年第1期16卷 9-13页

作者：李清白春礼 ImshikLee 杨林静邓文礼王琛王乃新刘次全中国科学院化学研究所中国科学院昆明动物研究所

研究了三螺旋ＤＮＡ中胞嘧啶被５－溴胞嘧啶取代后的稳定性问题。通过建立ＣＧＣ，ＣＧＢｒＣ，ＢｒＣＧＣ和ＢｒＣＧＢｒＣ４种模型，并采用ＩｎｓｉｇｈｔⅡ软件包中的Ｄｉｓｃｏｖｅｒ程序进行计算模拟，发现用５－溴胞嘧啶取代三螺... 详细信息

研究了三螺旋ＤＮＡ中胞嘧啶被５－溴胞嘧啶取代后的稳定性问题。通过建立ＣＧＣ，ＣＧＢｒＣ，ＢｒＣＧＣ和ＢｒＣＧＢｒＣ４种模型，并采用ＩｎｓｉｇｈｔⅡ软件包中的Ｄｉｓｃｏｖｅｒ程序进行计算模拟，发现用５－溴胞嘧啶取代三螺旋ＤＮＡ分子中的胞嘧啶后，整个分子的稳定性有所降低。同时，当用５－溴胞嘧啶取代三螺旋ＤＮＡ不同链上的胞嘧啶时，被取代链的碱基堆积能显著增高，导致分子链内稳定性降低，但被取代链和相邻链间相互作用能有所降低，使得链间作用趋向稳定。

关键词：三螺旋dna dna 稳定性胞嘧啶溴代胞嘧啶

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基于氧化石墨烯识别特定双螺旋dna

分析试验室 2013年第4期32卷 52-55页

作者：吴呈珂郑立庆冯素玲河南师范大学化学化工学院新乡453007 河南师范大学环境学院新乡453007

依据三螺旋dna的形成,以氧化石墨烯为基础建立了一种识别特定序列双螺旋dna的方法。单链探针dna能够通过静电引力作用吸附在氧化石墨烯表面,标记在单链dna末端的荧光探针分子TAMRA由于荧光能量共振转移作用使得其荧光发生淬灭。加入目... 详细信息

依据三螺旋dna的形成,以氧化石墨烯为基础建立了一种识别特定序列双螺旋dna的方法。单链探针dna能够通过静电引力作用吸附在氧化石墨烯表面,标记在单链dna末端的荧光探针分子TAMRA由于荧光能量共振转移作用使得其荧光发生淬灭。加入目标双螺旋dna后,单链探针dna与目标dna分子形成三螺旋dna,探针dna从氧化石墨烯表面脱附,标记在探针dna上的荧光分子的荧光恢复。在最佳实验条件下,荧光恢复的强度与探针dna的浓度在20.0～300.0 nmol/L具有良好的线性关系,检出限为16.9 nmol/L。该方法在dna药物筛选及基因疾病的诊断方面具有一定的应用前景。

关键词：氧化石墨烯荧光三螺旋dna

基于不同纳米材料的dna检测及硝基苯酚的催化降解研究

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基于不同纳米材料的DNA检测及硝基苯酚的催化降解研究

作者：安晓馀河南师范大学

学位级别：硕士

本文首先通过局域表面等离子体共振光散射法,利用纳米金受dna链的影响而发生的团聚情况对在弱碱性环境中的三螺旋dna的形成条件进行了探究。通过探究不同浓度的[Cu(DPPZ)(L–Ser)]NO·HO、NaCl和金纳米粒子对金纳米粒子团聚情况的影响,... 详细信息

本文首先通过局域表面等离子体共振光散射法,利用纳米金受dna链的影响而发生的团聚情况对在弱碱性环境中的三螺旋dna的形成条件进行了探究。通过探究不同浓度的[Cu(DPPZ)(L–Ser)]NO·HO、NaCl和金纳米粒子对金纳米粒子团聚情况的影响,确定了使三螺旋dna结构达到稳定的最优条件,同时和已报到的对三螺旋dna结构稳定性有帮助的EB进行了比较。接着,受上述实验结果的影响,结合Ag能够显著加强三螺旋dna结构稳定性,而Cys更加容易和Ag结合的前提,提出并设计了一种新型的检测水相中Ag和Cys含量的方法。该方法以利用纳米金受dna链结构的变化的影响会发生团聚情况变化为前提理论,对水相中的Ag和Cys含量测定进行了研究,分别确定了两者被检测的最佳测量范围,验证了该方法选择性,并且以卫河水为样品,测定了卫河水中Ag和Cys含量。该检测方法的工作原理十分新颖,这种利用三螺旋dna作为开关去影响LSPR共振光散射强度以达到定量检测Ag和Cys的方法对今后对三螺旋dna的研究也提供了一种新思路。除了Ag和Cys,水相中的硝基苯酚也是废水中常见的有机污染物,因为其毒性大、在环境中滞留时间长、难以被生物降解等等缺点,同时被中国和美国环保局(EPA)列入了有限控制污染物名单中,所以本文合成了CuO/RGO复合材料。在合成过程中,CuO纳米颗粒通过自组装形成空心球结构,这样的空心球结构大大提高了其在石墨烯上薄膜上的负载量。通过在过量硼氢化钠存在下催化还原硝基苯酚到氨基苯酚。作为对照,文章在最后合成了CuO/RGO复合材料,利用XRD和SEM图谱对其进行了表征,接着,以2-NP位代表,对所合成的CuO/RGO复合材料的催化降解水相中硝基苯酚的催化性能进行了探究并与CuO/RGO进行了比较。本论文总共分为四部分。一、基于金纳米粒子直径的变化,运用局部表面等离子体光散射的方法研究了多吡啶铜配合物[Cu(DPPZ)(L–Ser)]NO·HO对三螺旋dna结构的稳定作用。在弱碱性水相中,[Cu(DPPZ)(L–Ser)]NO·HO作为嵌入剂对三螺旋dna的结构起到了稳定作用,通过[Cu(DPPZ)(L–Ser)]NO·HO的加入,共振光散射信号明显加强,这是因为由于铜配合物的加入,单链dna与双链dna结合更稳定,被单链dna保护的金纳米粒子失去保护,在加入氯化钠后聚合到了一起。扫描电子显微镜和透射电镜也证明了金纳米粒子粒径的变化。同时,作为比较,溴化乙锭也作为嵌入剂被研究了其对三螺旋dna结构的稳定作用,结果表明,[Cu(DPPZ)(L–Ser)]NO·HO对三螺旋dna的稳定效果明显更好。二、基于金纳米粒子直径的变化,运用局部表面等离子体光散射的方法建立了一种高效检测水相中银离子和半胱氨酸的检测方法。含有CG.C基的三螺旋dna在加入适量的阴离子后其稳定性明显增强,然而银离子更倾向于与半胱氨酸结合,这使得三螺旋dna结构稳定性再次降低,这种三螺旋dna结构稳定性的变化可以通过金纳米粒子粒径变化来反应。实验证明,在最优条件下,该检测方法对银离子和半胱氨酸的检测灵敏度都很高。同时,这项工作的研究对探究金属离子对碱性条件下三螺旋dna的结合机理也有一定帮助。三、通过化学还原法在水相中合成了负载于还原氧化石墨烯上的自组装氧化亚铜纳米粒子。场发射扫描电镜和透射电镜证明了合成的样品呈现一种自组装的空心球结构,并且,这种空心球结构的氧化亚铜在水中会被分解成直径约3nm的纳米片状结构,而这种结构可以提高催化剂的有效比表面积。该催化剂的催化性能通过在过量的硼氢化钠条件下催化降解硝基物为氨基物进行了探究,该催化反应的动力学被证明遵循伪一级动力学方程。实验证明,催化降解硝基物的速度依次为:2-硝基苯酚>4-硝基苯酚>3-硝基苯酚,他们的活化能依次为50.17 kJ·mol,63.86 kJ·mol和79.92 kJ·mol。另外,该CuO/RGO复合物的重复利用性能也在本文中被探究,结果证明,在几乎不变的强催化性能下,该复合物催化剂可以被高效重复利用多次。四、为了同上述氧化亚铜纳米粒子催化性能作比较,用同样的方法合成了负载于还原氧化石墨烯上的氧化铜纳米粒子。场发射扫描电镜和透射电镜证明了样品呈现一种实心球结构。该催化剂的催化性能通过在过量的硼氢化钠条件下催化降解硝基物为氨基物进行了探究,该催化反应的动力学被证明遵循伪一级动力学方程。实验结果证明,CuO/RGO呈现出了更强的催化活性,当温度为293K时,CuO/RGO的催化活性是CuO/RGO催化活性的23.8倍。

关键词：局部表面等离子体共振铜配合物银离子半胱氨酸三螺旋dna 自组装催化还原硝基苯酚

基于三螺旋适体探针的双向开关传感同时灵敏测定四环素和氯霉素

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分析试验室 2023年第10期42卷 1317-1323页

作者：王子棋高亚芳谭心韵李安祺鲁理平北京工业大学环境科学系区域大气复合污染防治北京市重点实验室北京100124

设计了基于发卡状三螺旋结构的dna分子开关荧光传感器,利用适配体特异性识别,实现了对2种目标抗生素的同时灵敏测定。其分子开关结构由一个特异性适配体识别序列和一个双标记的信号探针序(STP)列组成发卡状三螺旋结构。识别四环素的STP... 详细信息

设计了基于发卡状三螺旋结构的dna分子开关荧光传感器,利用适配体特异性识别,实现了对2种目标抗生素的同时灵敏测定。其分子开关结构由一个特异性适配体识别序列和一个双标记的信号探针序(STP)列组成发卡状三螺旋结构。识别四环素的STP两端用芘分子修饰,识别氯霉素的信号探针两端分别用硫化镉量子点(CdS QDs)和金纳米粒子(AuNPs)修饰,适配体序列插入环状(Loop)区域形成三链结构。目标抗生素存在时,识别探针与之结合,释放出信号探针,致使两端发光物质靠近,荧光信号发生显著变化。传感器的荧光发光强度与四环素和氯霉素浓度呈良好的线性关系,线性范围为1×10^(-3)~10μmol/L,检出限为0.3 nmol/L。该方法用于测定鸡蛋中的四环素和氯霉素,结果满意。

关键词：四环素氯霉素三螺旋dna 分子开关荧光传感器

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三螺旋电致化学发光生物传感器的研制及应用

三螺旋电致化学发光生物传感器的研制及应用

作者：李红霞青岛科技大学

学位级别：硕士

三螺旋dna是在双螺旋dna的基础上形成的,三螺旋结构在研发新的生物分子工具以及治疗试剂等方面具有巨大的潜力,可以对特定序列的双链dna予以识别,以及对基因调节,包括干扰基因转录、复制和重组。三螺旋dna的研究有助于深入理解细胞过程... 详细信息

三螺旋dna是在双螺旋dna的基础上形成的,三螺旋结构在研发新的生物分子工具以及治疗试剂等方面具有巨大的潜力,可以对特定序列的双链dna予以识别,以及对基因调节,包括干扰基因转录、复制和重组。三螺旋dna的研究有助于深入理解细胞过程,揭示某些基因疾病的形成机理,为建立基因疾病新疗法提供全新的思路。本论文以适体探针作为蛋白质与小分子的特异识别分子,结合具有灵敏的信号转换功能的电致化学发光技术,与三螺旋dna杂交技术相结合,通过对dna序列的设计来选择性的识别和检测凝血酶、腺苷的浓度,设计简单灵活,为蛋白质和小分子的研究提供了新的手段和思路。本论文主要内容包括以下三个方面: 1研究了一种新颖的基于二茂铁猝灭联吡啶钌发光的三螺旋电致化学发光(ECL)生物传感器,首先将标记联吡啶钌的dna自组装到金电极上,然后与特定序列的dna、标记二茂铁羧酸的dna,在绑定剂存在的条件下杂交,形成三螺旋dna结构。然后对合成的发光标记物的浓度进行了标定,以及对探针溶液进行了表征,和对绑定剂进行了选择,初步形成了一种可行的三螺旋dna生物传感器,为接下来的凝血酶和腺苷的检测提供了一种可行的方法。 2在前期工作的基础了,我们改进了实验方法,研究了一种以适体为基础的ECL-三螺旋dna生物传感器,使之用于凝血酶浓度的检测。在凝血酶存在下,dna-3中凝血酶的适体部分与凝血酶结合,标有二茂铁的dna-3被解离下来,二茂铁基团远离联吡啶钌基团,从而使联吡啶钌发光强度增强,以发光强度的变化值为信号实现了对凝血酶浓度的高灵敏度的检测。凝血酶浓度的线性范围是是4.0×10 3.0×10mol L,检测限可达1.0 f mol L。同时,设计了双螺旋检测凝血酶的对比试验,实验结果显示,我们的三螺旋生物传感器比其灵敏度提高了100倍。本方法对提高蛋白质检测的特异性与灵敏度提供了一条有效的途径。 3在以上两种dna传感器的研究基础上,我们探索了第三种传感器,将标记联吡啶钌的腺苷适体链固定到金电极表面,选择三螺旋特征链和标记二茂铁基团的dna链与之互补,形成三螺旋结构,在腺苷的作用下,联吡啶钌标记的探针与腺苷结合,形成腺苷-适体的发夹式复合结构,从而联吡啶钌更接近于电极表面而远离二茂铁,使发光强度大大增强。以发光强度的变化值为信号对腺苷的浓度进行检测,在最佳条件下,腺苷浓度的线性范围是1.0×10 1.0×10 mol L,检测限可达2.7×10 mol L。并进行了双螺旋对比试验,三螺旋生物传感器比双螺旋的灵敏度提高了大约10倍。同时我们用胞苷和尿苷对其选择性进行了研究,发现我们研制的传感器具有较好的选择性。本方法为电化学生物传感器检测小分子的方法提供了一种新的思路。

关键词：三螺旋dna 电致化学发光生物传感器适体联吡啶钌二茂铁羧酸

基于核酸适配体封堵介孔二氧化硅的ATP响应控制释放研究

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基于核酸适配体封堵介孔二氧化硅的ATP响应控制释放研究

作者：赵应香湖南大学

学位级别：硕士

目标响应药物控制释放体系可以实现药物在目标部位的释放，有利于提高药效，降低药物的毒副作用，在肿瘤治疗和医疗保健等方面具有诱人的应用潜力和广阔的应用前景。在目标刺激响应控制释放体系的设计中，载体和封堵剂的选择极其重要。M... 详细信息

目标响应药物控制释放体系可以实现药物在目标部位的释放，有利于提高药效，降低药物的毒副作用，在肿瘤治疗和医疗保健等方面具有诱人的应用潜力和广阔的应用前景。在目标刺激响应控制释放体系的设计中，载体和封堵剂的选择极其重要。MCM-41型介孔二氧化硅纳米颗粒（MSN）具有两端开口的平行孔道，易于装载和释放药物，是一种良好的药物载体。核酸适配体（aptamer）作为一种特殊的核苷酸链，不仅具有构型多样性和良好的生物相容性，而且能与目标分子进行特异性结合，适合用来设计目标响应的控制释放体系。基于此，本论文以MSN为载体，aptamer作为识别和封堵分子，利用dna链之间的互补配对性质，构建了基于aptamer介导的三明治dna和三螺旋dna封堵介孔二氧化硅的ATP响应控制释放体系，包括以下两个方面的工作：一、基于aptamer构建三明治dna封堵介孔二氧化硅的ATP响应控制释放体系本工作选择aptamer作为识别分子，利用两段5’端炔基修饰的短单链dna（臂ssdna1和臂ssdna2）与ATP-aptamer互补杂交形成三明治结构，然后通过环加成反应将臂ssdna1和臂ssdna2共价连接到叠氮基团功能化的介孔二氧化硅纳米颗粒表面，从而把与之互补的ATP-aptamer固定到颗粒表面，构建了一种新型的aptamer介导三明治结构dna封堵介孔二氧化硅的ATP响应控制释放体系。以联钌吡啶染料分子作为模式客体分子，考察了该体系的控制释放行为。在没有ATP存在时，7小时内染料的释放量不足10%。在20mM ATP的条件下，aptamer被竞争走，柔性臂ssdna1和臂ssdna2无法继续封堵介孔，7小时内83%的染料分子被释放。更重要的是，该体系不但对外源的ATP有响应，而且对从活细胞中提取的ATP有响应。实验研究表明该体系对ATP具有很好的刺激响应性，当该体系运载上药物分子时，有望实现其在药物控制释放领域的应用。同时，通过使用其他目标分子的aptamer作为封堵剂，可以设计更多目标响应控制释放体系。二、基于aptamer构建三螺旋dna封堵介孔二氧化硅的ATP响应控制释放体系三链dna是三条核苷酸链以氢键结合形成的dna分子。通常的三链dna是第三条核苷酸链插入到W-C双螺旋结构的大沟中，平行或反平行缠绕在一起形成，称三螺旋dna。本工作选择含有ATP-aptamer的三螺旋dna作为封堵分子，MSN作为载体，首次设计了一种三螺旋dna封堵介孔二氧化硅的ATP响应控制释放体系。首先，把ATP-aptamer两端各延长7个碱基，然后延长的碱基与炔基修饰的短单链dna（ssdna）杂交形成三螺旋结构。再通过环加成反应将炔基修饰的ssdna共价连接到叠氮基团功能化的介孔二氧化硅纳米颗粒表面，从而将aptamer固定到颗粒表面，获得aptamer介导三螺旋dna封堵介孔二氧化硅的ATP响应控制释放体系。选择联钌吡啶染料分子作为模式客体分子，考察了该体系的目标刺激响应控制释放行为。在没有ATP存在时，7小时内染料释放率仅为7%。在10mM ATP的刺激作用下，aptamer被竞争走，柔性的ssdna无法继续封堵介孔，7小时内90%的染料分子被释放。实验结果表明，该体系的封堵效果和ATP刺激响应性在同等条件下比双链dna更好，拓展了aptamer在控制释放领域及生物分析检测中的应用。

关键词： ATP aptamer 介孔二氧化硅控制释放三明治dna 三螺旋dna