论文部分内容阅读
荧光共振能量转移(FRET)是一种通过荧光物质间发生非辐射能量转移进行分析的光谱分析法。自该理论首次提出以来,FRET已被广泛应用于农业、医药、司法鉴定和科学研究的各个领域中。近年来,FRET技术在空间分辨率、敏感性方面有很大的提高,根据FRET设计的传感器在生物学研究领域得到广泛应用,如检测生物大分子的构象变化、生物大分子之间的相互作用、生物分子间纳米尺度的距离等。研究发现能量供受体的光学性质及传感器的组装方法对FRET传感器的检测性能有至关重要的影响,然而传统的能量供受体(如有机荧光染料、生物材料、镧系元素等)由于荧光强度低、光稳定性弱、对环境敏感、种类稀少等缺点限制了FRET传感器的发展与应用。纳米材料是指三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料,特殊的结构使其在光学、电学、磁学等方面表现出异于普通材料的性质。纳米材料的出现与不断发展也为FRET传感器的发展带来新的契机。以纳米材料为基础设计的FRET传感器具有优越的检测性能,因而不断被发展并用于生物学的各研究领域。因此基于纳米材料的FRET传感器的研究工作具有理论和实际应用的研究意义。本论文以现有FRET传感器检测基质金属蛋白酶-2(MMP-2)的研究为基础,选择不同的能量供受体对和组装方法制备性能优良的FRET传感器,实现MMP-2的灵敏检测,主要研究工作如下:(1)参照Hummers方法制备氧化石墨烯,经羧基化处理后得到表面富含羧基的氧化石墨烯,作为能量受体。用MMP-2特异性识别的多肽通过氨基与羧基的共价缩合将能量供体荧光素(FITC)与石墨烯受体连接,构建FRET传感器,并将此传感器用于MMP-2的检测。实验结果显示该传感器对MMP-2具有良好的检测性能,线性范围为10-150ng/mL,线性方程为△F=2.57c (ng/mL)+10.84,相关系数r为0.9951,检测限(3S/N)达到2.5ng/mL。(2)以聚丙烯酸为基本骨架制备叠氮基功能化的两亲性分子,利用该两亲性分子对油相纳米金和量子点进行表面修饰分别得到具有叠氮基团的水溶性纳米金和量子点。然后,以MMP-2特异性识别的多肽序列为基础,设计两端带有不同炔基的多肽。最后,基于点击反应将叠氮化的纳米金和量子点先后与两端炔基化的多肽组装构成FRET传感器,并将其用于MMP-2的检测。