基于功能核酸的荧光探针用于细胞的金属离子及RNA成像研究

发布时间：2023-03-19 02:41

　　随着生命科学技术的持续革新,人类对生命活动的本质及其规律的认识日益深刻。于此同时,人类也正面临着来自外界以及人类自身的挑战,诸如生存环境恶化、疾病困扰等。因此,快速、准确的检测与生命活动相关的目标物对监测环境状况,以及疾病早期诊断具有重要意义,这也是现代生物分析研究的核心课题。在众多的生物分析手段中,荧光探针具有易于构建、响应速度快、灵敏度高、能实现原位成像等特点,而被广泛地应用。传统荧光探针通常采用抗体、酶等具有识别或催化功能的蛋白质,或者能与目标物结合或反应的有机小分子作为识别单元。由于制备和应用的局限性,传统的荧光探针已经无法满足现代分析技术的需求。功能核酸的出现极大地拓展了荧光探针的应用范围,为荧光探针的设计开辟了全新的途径。目前已被发现并广泛应用的功能核酸主要分为两大类:第一类功能核酸被称为核酸适配体(Aptamers),核酸适配体能够行使与抗体相似的识别功能,能特异性识别金属离子、小分子、蛋白质、细胞、组织甚至是器官,因此常作为识别单元用于功能核酸探针的构建。另一类功能核酸被称为脱氧核酶(DNAzymes),脱氧核酶可与辅酶因子结合(通常为金属离子),行使与蛋白酶类似的催化...

【文章页数】：122 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 荧光分析技术在生物分析中的应用
        1.1.1 荧光光谱分析技术
        1.1.2 激光共聚焦扫描显微成像技术
        1.1.3 流式细胞术
    1.2 功能核酸及其应用
        1.2.1 核酸适配体
        1.2.2 脱氧核酶
        1.2.3 分子信标
    1.3 功能核酸在细胞成像中的应用
        1.3.1 金属离子成像
        1.3.2 RNA分子成像
    1.4 本研究论文的构想
第2章 基于功能核酸的细胞膜表面荧光探针用于细胞微环境中钾离子的监测
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂与仪器
        2.2.2 荧光分析
        2.2.3 细胞培养
        2.2.4 流式细胞术和CLSM成像分析
        2.2.5 探针的合成
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 探针的构建及工作原理
        2.3.2 探针的表征与优化
        2.3.3 细胞微环境监测
    2.4 小结
第3章 基于脱氧核酶的基因编码传感器用于活细胞金属离子的比率型成像
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 试剂与仪器
        3.2.2 凝胶电泳实验
        3.2.3 剪切位点预测
        3.2.4 细胞培养及转染
        3.2.5 细胞内Mg²⁺成像
        3.2.6 定位细胞内的脱氧核酶
        3.2.7 流式细胞仪检测
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 探针的设计原理
        3.3.2 探针的性能考察
        3.3.3 细胞内离子成像
        3.3.4 流式细胞术分析
    3.4 小结
第4章 基于HCR信号放大的荧光探针用于癌细胞mRNA识别及光动力学治疗
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 试剂与仪器
        4.2.2 纳米探针的制备
        4.2.3 凝胶电泳实验
        4.2.4 荧光检测
        4.2.5 原子力显微镜成像
        4.2.6 细胞培养
        4.2.7 激光共聚焦扫描显微成像分析
        4.2.8 流式细胞术
        4.2.9 光毒性研究
        4.2.10 光敏剂与DNA的偶联
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 探针的设计原理
        4.3.2 纳米探针的表征
        4.3.3 纳米探针的性能及优化
        4.3.4 纳米探针用于癌细胞识别
        4.3.5 纳米探针用于癌细胞治疗
    4.4 小结
第5章 基于生物矿化的核酸酶可控释放用于细胞内MicroRNA检测
    5.1 前言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验试剂与仪器
        5.2.2 纳米探针的制备
        5.2.3 凝胶电泳实验
        5.2.4 荧光检测
        5.2.5 Exo III活性优化
        5.2.6 探针响应测试
        5.2.7 纳米探针的酸响应性质
        5.2.8 纳米材料对Exo III及 DNA的装载效率
        5.2.9 纳米材料对DNA的保护作用
        5.2.10 细胞培养
        5.2.11 激光共聚焦扫描显微成像分析
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 探针的设计原理
        5.3.2 纳米探针的表征
        5.3.3 纳米探针的性能
        5.3.4 DNA探针的优化
        5.3.5 DNA探针的响应性能
        5.3.6 荧光共聚焦扫描成像
        5.3.7 EMOF-DNA的细胞毒性
    5.4 小结
结论
参考文献
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
致谢



本文编号：3764385