【摘 要】
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氧化镨纳米棒(Pr6O11 NR)作为稀土材料之一,具有优异的光学、电学、磁性和催化性等特性,被广泛的应用于工业废气催化净化、光催化降解染料、甲烷催化燃烧反应、固态电解质燃料电池和储氢材料等方面。但是到目前为止,尚未发现其在生物学方面的应用。因此,为了弥补该领域的研究空缺,我们将研究重点集中在氧化镨纳米材料在生物检测方面的开发和拓展。核酸分子探针是近年来发展起来的具有广泛应用价值和发展潜力的生物分
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氧化镨纳米棒(Pr6O11 NR)作为稀土材料之一,具有优异的光学、电学、磁性和催化性等特性,被广泛的应用于工业废气催化净化、光催化降解染料、甲烷催化燃烧反应、固态电解质燃料电池和储氢材料等方面。但是到目前为止,尚未发现其在生物学方面的应用。因此,为了弥补该领域的研究空缺,我们将研究重点集中在氧化镨纳米材料在生物检测方面的开发和拓展。核酸分子探针是近年来发展起来的具有广泛应用价值和发展潜力的生物分析工具。核酸分子通过碱基互补配对及其他非共价作用实现对目标物的识别,并通过光、电等信号将结果反馈出来。本论文基于Pr6O11 NR与单链核酸分子(羧基荧光素标记五聚腺苷酸FAM-A5和核酸适配体FAM-Aptamer)的相互作用,成功构建了适用于血清中胆固醇测定和葡萄酒中赭曲霉毒素A(OTA)检测的方法,具体研究内容如下:(1)通过探索Pr6O11 NR对FAM-A5的影响作用发现,Pr6O11 NR具有优良的荧光淬灭性能,能够快速淬灭FAM-A5的荧光信号。不仅如此,这种荧光淬灭效应可以在过氧化氢存在条件下得以恢复,并且荧光信号恢复的程度与过氧化氢的浓度(1-10?M)呈线性相关性(相关系数R2=0.9931)。而胆固醇氧化酶可以氧化胆固醇生成胆甾烯酮和过氧化氢,过氧化氢的浓度与胆固醇含量直接相关。因此,本研究将过氧化氢对FAM-A5/Pr6O11 NR复合体系的恢复效应与胆固醇氧化酶-胆固醇作用体系相结合,建立了一种操作简单、灵敏度高、选择性好的胆固醇检测方法。该方法的线性范围为1-12?M,检测限为0.1?M。并且在实际人血胆固醇检测中得到了较好的检测结果,回收率达到97.6-101.3%。(2)在第一部分研究的基础上,将A5核酸替换成功能核酸分子核酸适配体,系统考察了Pr6O11 NR对FAM-Aptamer的荧光淬灭性能,结果发现Pr6O11 NR对FAM-Aptamer也具有相似的荧光淬灭效果。而当环境中存在适配体的靶标分子OTA时,适配体会优先与OTA结合,从Pr6O11 NR表面离开,引起荧光信号的恢复。并且荧光信号的恢复与OTA的浓度在10-50 n M范围内成较好的线性相关性(R2=0.9997),检测限低至2 n M。该方法在对葡萄酒中的OTA进行检测也获得较好的结果,回收率达到92.5-103.3%。除此之外,Pr6O11 NR还具有氧化酶的功能,可以直接氧化无色的2,2’-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(ABTS),生成绿色的氧化ABTS产物。不仅如此,适配体的加入可以显著提高模拟酶活性。当存在OTA时,适配体与OTA的优先结合,使Pr6O11 NR模拟酶活性显著降低。因此,以氧化ABTS在405 nm处的吸光度A405为信号,可以发现,A405与OTA在0.05-5?M浓度范围内呈现线性相关性(R2=0.9865),检测限为0.03μM。
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