硫化铋纳米粒子标记DNA及DNA特定序列的检测

用水热法合成表面修饰聚乙烯吡咯烷酮的硫化铋纳米粒子,借助氢键将其标记于5′端氨基修饰的寡聚核苷酸片段上,进而将其与固定于纳米金-碳糊电极上的目标DNA(来自于花椰菜花叶病毒的35 S启动子外源基因特定序列)进行杂交。用硝酸氧化溶解DNA杂交产物,以极谱络合吸附波测定溶解得到的Bi3+,成功实现了对目标DNA特定序列的检测,线性范围为1.0×10-13~1.0×10-8mol.L-1,检测限达到3.8×10-14mol.L-1。此方法对1个碱基错配、互补和非互补序列具有很好的识别能力。     

基于ERGO/AuNPs的电化学DNA传感器的制备及应用

制备了一种基于电还原石墨烯(ERGO)、金纳米粒子(Au NPs)修饰玻碳电极的电化学DNA传感器,应用于大肠杆菌O157:H7的快速、灵敏检测.首先将滴加在玻碳电极表面的氧化石墨烯进行电还原,然后通过电沉积方法将金纳米粒子均匀平铺在电极表面.利用金纳米粒子和氨基之间的共价键作用将端氨基修饰的探针DNA固定在电极表面,完成电化学DNA传感器的制备,并对目标DNA进行了定性与定量检测.实验结果表明:所制备的传感器具有良好的选择性、准确性,并且操作简单易行,对目标DNA的检测限为7.735×10~(-13)mol/L,检测范围为1×10~(-12)~1×10~(-8) mol/L.     

免标记DNA电化学传感器测定凝血酶

研制了一种基于介孔二氧化硅负载纳米金和适体DNA的免标记电化学传感器,用于检测凝血酶的含量。实验中先用三甲基氯硅烷(TMCS)封闭介孔二氧化硅(MPS)前驱体外壁硅羟基的活性,煅烧除去模板剂后,再用氨基丙基三乙氧基硅烷(APTS)与孔道内壁硅羟基反应,接枝氨基,最后得到内壁修饰氨基的介孔硅材料(APTS-TMCS-MPS)。金纳米粒子(GNPs)通过与APTS-TMCS-MPS氨基的静电作用力组装到介孔孔道内,然后和巯基修饰的适体DNA通过金硫键相结合,制得免标记探针(DNA/GNPs/APTSTMCS-MPS)。将探针修饰在玻碳电极表面,制得免标记DNA电化学传感器。将该传感器与含有凝血酶的待测液温育反应后,凝血酶和固定在介孔内的适体DNA发生特异性反应,形成位阻较大的适体DNA和凝血酶的复合物,从而增加了介孔孔道内的空间位阻,导致电流响应信号降低。随着凝血酶浓度的增加,孔道内部的位阻也随之增加。根据形成的复合物对电子转移和响应电流的阻碍,可以实现对凝血酶的免标记测定。实验结果表明,APTS-TMCS-MPS介孔孔道内的GNPs,可以提高孔道内电子的传递效率。在优化的实验条件下,该免标记DNA电化学传感器对凝血酶的检测线性范围是1.0×10-8~1.0×10-6 mol·L-1,检测限是7.5×10-9 mol·L-1(3σ)。     

碳纳米管负载银修饰电极杂交链式反应检测DNA

将银纳米粒子固定在碳纳米管修饰的玻碳电极表面,同时利用杂交链式反应进行放大,以邻菲罗啉钴为指示剂,制备了一种新的灵敏度高的DNA电化学生物传感器。通过循环伏安法(CV)和交流阻抗法(EIS)对修饰电极进行表征。由于碳纳米管和银纳米粒子的修饰,大大增强了玻碳电极的有效表面积及导电性能,提高了该电化学生物传感器的灵敏度。对目标DNA的检测线性范围为1.0×10-10~1.4×10-9 mol·L-1,检测限为1.35×10-11 mol·L-1(S/N=3)。     

基于磁珠分离和DNA标记金纳米粒子探针检测小鼠心肌ATP含量的研究

利用ATP适体修饰磁珠为分离载体,以电化学试剂结晶紫(CV)适体、CV、ATP适体互补序列修饰的胶体金CV/DNA2/DNA3/AuNPs为探针,建立了测定ATP电化学新方法。方法检测限为1.0×10~(-9) mol·L~(-1),另外,该方法对ATP的测定表现出了良好的选择性。并利用该方法对运动前后小鼠心肌ATP含量进行了测定。     

纳米金放大法荧光检测乙肝病毒HBV-DNA

利用纳米金放大的方法,将修饰荧光团的信号DNA连接在纳米金表面,纳米金通过HBV-DNA与磁珠连接,1,4-二硫苏糖醇(DTT)可以替代信号DNA连接在纳米金表面,将荧光素标记的信号DNA释放于溶液中,测定溶液的荧光强度可以得到HBV-DNA的浓度。通过条件优化实验确定了最佳实验条件:生物素与亲和素最佳结合时间为25min,DNA的最佳杂交时间为15min。测定HBV-DNA的线性范围为3.0×10-13～1.2×10-12mol·L-1,线性相关系数r=0.991 4,检测限为2.18×10-14mol·L-1(S/N=3)。     

基于葡萄糖仪和DNAzyme检测L-组氨酸

研究了一种利用DNAzyme和磁珠以及葡萄糖仪测定L-组氨酸的新方法。首先,将DNAzyme固定在磁珠表面,以基质DNA修饰转化酶-金纳米粒子为探针,通过DNA杂交作用,将探针固定在磁珠表面。当有目标物L-组氨酸存在时,L-组氨酸与DNAzyme发生识别作用,将基质DNA切割,导致探针脱落,然后将脱落的探针溶液中加入果糖,在探针表面转化酶的作用下,将果糖转化为葡萄糖,利用葡萄糖仪为检测仪器,实现对L-组氨酸的测定。方法的检测限为0.08nmol·L-1,另外,该方法对L-组氨酸的测定表现出了良好的选择性。     

两种指示剂对碳纳米管与金纳米粒子标记DNA探针的电化学传感器的不同影响

利用层层自组装,将多壁碳纳米管(MWNTs)和金纳米粒子(GNPs)标记的DNA固定在金电极表面,结合两种不同类型的杂交指示剂构成电化学DNA传感器,用循环伏安法和差分脉冲伏安法研究了传感器的电化学行为.结果表明:这两种指示剂都能通过差分脉冲伏安法实现单碱基错配DNA的特异性检测,阳离子型杂交指示剂亚甲基蓝(MB)的最佳吸附时间为50 min,检测限为2.69×10-9 mol/L;阴离子型杂交指示剂单磺酸基蒽醌(AQMS)的最佳吸附时间为8 h,检测限为3.81×10-11 mol/L.     

滚环复制放大SPR检测凝血酶

利用滚环复制技术及纳米金生物条码技术进行信号放大,可实现对低浓度凝血酶的高灵敏检测。利用共价结合将凝血酶抗体吸附在芯片表面作为捕获基底,同时构建包括滚环复制及生物条码的放大体系,以纳米金生物条码探针作为信号标记,通过带有凝血酶适体序列及引物序列的DNA进行滚环复制反应,将信号探针与带有大量重复序列的滚环复制的产物相结合,得到负载纳米金探针的长链DNA,利用凝血酶与适体的特异性结合将这个体系与凝血酶结合,放大反应信号,通过表面等离子共振仪对整个放大体系进行在线检测。得到了检测限为1×10~(-16) mol·L-1的高灵敏性,其线性范围从1×10~(-16) mol·L-1到1×10~(-11) mol·L-1,该方法新颖,实现了高灵敏度、高选择性的检测效果。     

麦尔多拉蓝与DNA相互作用的循环伏安法和电化学交流阻抗法研究

应用循环伏安法及电化学交流阻抗法研究了麦尔多拉蓝(MB)分别与溶液中以及吸附在电极表面的DNA的相互作用。结果表明,MB与溶液中的DNA之间存在静电作用。分别将鲱鱼精单链DNA(ssDNA)和双链DNA(dsDNA)固定于玻碳电极(GCE)表面形成ssDNA和dsDNA修饰电极(ssDNA/GCE和dsDNA/GCE)后,求得MB在ss-DNA/GCE和dsDNA/GCE上的结合常数分别为3.4×103L.mol-1和5.2×103L.mol-1。MB与修饰在ssDNA/GCE上的ssDNA通过静电作用结合,而与吸附态dsDNA的结合为静电吸引和嵌插的共同作用。MB与ssDNA和dsDNA之间相互作用存在差异,说明MB可以作为一种有效的电化学杂交指示剂。     

一种基于Voss映射下计算DNA序列3-周期特性的快速算法

DNA序列信号频谱3-周期特性被认为是用来区分编码区和非编码区的一个重要特征,传统的DNA序列分析中频谱计算量大占用了大量计算时间,使得分析效率极低.为提高DNA序列分析效率,针对传统频谱计算量大的问题,从3-周期特性原理出发,推导出了一种基于Voss映射下快速计算DNA序列3-周期频谱的方法.该方法有效避开计算离散傅立叶变换(DFT),从序列本身直接得到信噪比.实验结果表明快速算法计算效率是DFT方法的百倍之上,极大减小基因的信噪比计算时间,提高DNA序列识别中信噪比的计算效率.     

重组Taq DNA聚合酶在大肠杆菌中的表达与纯化

从嗜热菌Thermus aquaticus中分离出的Taq DNA聚合酶由于其热稳定性，在聚合酶链式反应(PCR)中得到广泛的应用，我们根据编码Taq DNA聚合酶的基因序列，设计出一对引物，通过PCR扩增出Taq DNA聚合酶基因，并将其克隆到表达载体pET-15b中，转化大肠杆菌E．coli BL21(DE3)，经IPTG诱导后，重组Taq DNA聚合酶在大肠杆菌中实现了大量表达。经过热变性、亲和层析、阳离子交换层析获得了电泳纯的重组Taq DNA聚合酶。本研究的生产程序可作为Taq DNA聚合酶生产的一种新方法。     

硫堇与DNA的相互作用及用于DNA电化学传感器

在0.20 mol.L-1pH 5.0 NaAc-HAc缓冲溶液中,运用电化学方法和荧光光谱分析法研究了硫堇与鲑鱼精DNA的相互作用。硫堇与DNA作用后,氧化还原峰电流减小,峰电位正移,溴化乙锭(EB)-DNA体系在加入硫堇后出现荧光猝灭的现象。结果表明,硫堇与DNA的结合方式主要为嵌插作用。以硫堇为电化学杂交指示剂,制得了一种DNA电化学生物传感器,该传感器具有良好的选择性,靶DNA在11.3~121 nmol.L-1范围内具有良好的线性关系,线性相关系数0.997 1,检测限为5.26 nmol.L-1(3σ,n=7)。     

应用依赖解旋酶DNA恒温扩增技术检测副溶血性弧菌

以副溶血性弧菌的tlh基因为目的片段设计特异性引物,成功建立了恒温条件下快速检测副溶血性弧菌的依赖解旋酶DNA恒温扩增技术(HDA)的检测法,进行了特异性和灵敏度实验,并与普通PCR方法进行了比较。该HDA检测方法最低检测限为19.9ng·mL-1,与普通PCR方法相当。副溶血性弧菌的HDA检测方法具有普通PCR的特异、灵敏等特点,并且对仪器要求更低,用普通水浴槽即可进行反应。     

新型基因枪微弹材料可行性初步研究-Ⅱ

基因枪在未来临床基因转导中很有前途,但目前所用微弹材料金、钨都属于重金属,其长期存在于人体的安全性尚无法估计,曾提出用羟基磷灰石(HAP)微粒来代替金或钨微粒。报告了两种HAP微粒的制备以及它们对DNA的负载及其影响因素研究的结果,以期对HAP在基因枪中的应用研究奠定基础。用化学沉淀法和热处理研磨法制备HAP微粒,调节pH负载DNA后,用红外光谱、同步热分析仪、透射电镜等方法表征负载。结果表明,可在一定条件下实现HAP对DNA的高效负载。     

一种基于遗传算法的DNA多序列比对方法

为了克服遗传算法应用于多序列比对时所遇到的比对序列数受限制以及比对寻优速度慢的缺点,提出了一种基于遗传算法的DNA多序列比对方法(GAMA);针对DNA多序列比对的特点,指出了传统遗传算法中的交叉操作将为序列比对带来沉重的计算负担;避开遗传算法通常所采用的遗传操作算子,设计了独特的遗传算子(插入删除算子和合并分离算子)、基于BLAST相似度评分方法和完全比对块加权的个体适应度值评价函数,采用了便于插入和删除操作以及相似度评分的基于字符和空位矩阵的染色体编码方案。本算法具有操作算子数量少,算子调用机制简明的特点。最后,给出了将GAMA应用于DNA多序列比对的算例,实验结果验证了本算法的可行性。     

基于人工鱼群遗传算法的 DNA 编码优化

针对DNA计算中的编码序列设计问题,分析DNA编码序列设计的目标和需要满足的约束条件,从中选择适当的约束条件,给出评估公式,提出人工鱼群遗传算法生成有效的DNA编码序列。经实验结果表明,所述算法比遗传算法及遗传粒子群算法产生的DNA编码序列质量更加稳定可靠。     

酒精和冷冻处理对肌肉组织基因组DNA提取的影响

提取基因组DNA的质量对于后续的基因扩增、酶切以及测序等分子生物学研究具有关键的影响,对肌肉组织进行不同的酒精和冷冻处理会显著影响提取DNA的质量。经过-80℃超低温冷冻数日的黄鳝样品解冻,取肌肉组织放入75%酒精处理后提取的基因组DNA完整性差、降解厉害;经过-80℃超低温冷冻数日的黄鳝样品直接取肌肉组织提取的基因组DNA比较完整、降解程度低;活体采取的黄鳝新鲜肌肉组织样品经过75%酒精处理,在-80℃超低温冷冻数日然后提取的基因组DNA质量也较好,电泳条带明晰而锐利,弥散降解带较少。后两种处理方法对黄鳝肌肉组织中DNA酶活性降低显著,因此提取的肌肉组织基因组DNA质量较高,可以有力支持后续的酶切、PCR扩增等分子生物学实验。     

DNA在纳米金修饰聚2,6-吡啶二甲酸膜电极上的固定杂交及与3-氨基酚噁嗪的相互作用

在聚2,6-吡啶二甲酸(PDC)膜修饰的玻碳电极上采用电沉积和浸泡结合法制备成纳米金修饰电极(NG/PDC/GCE)。将单链DNA(ssDNA)固定在NG/PDC/GCE电极上制得DNA电化学传感器。采用微分脉冲伏安法(DPV)和交流阻抗谱技术对DNA的固定和杂交进行了表征。实验表明,纳米金修饰于PDC膜上可大大提高DNA探针的固定量。同时采用紫外-可见光谱法研究了在Tris-HCl(pH 6．8)缓冲溶液中3-氨基酚噁嗪(AP)与双链DNA(dsDNA)的相互作用,进而采用交流阻抗谱技术对固定在NG/PDC/ GCE电极上的dsDNA与AP的相互作用进行了表征。结果表明,固定于纳米金土的DNA结构并未改变,仍能与小分子相互作用。