【摘 要】
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DNA链置换反应在DNA纳米技术中扮演着重要的角色,其在生物传感领域亦有许多应用。在此,本文针对DNA链置换的新机制及其在突变检测中的应用进行了如下研究:首先,本文介绍了一种新型的DNA链置换调节机制——合作分支迁移（Cooperative branch migration,CBM）。CBM通过调节分支迁移域的互补性来控制DNA链置换反应,其与大多数调控工具兼容并可连续微调跨越5个数量级的反应速率
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DNA链置换反应在DNA纳米技术中扮演着重要的角色,其在生物传感领域亦有许多应用。在此,本文针对DNA链置换的新机制及其在突变检测中的应用进行了如下研究:首先,本文介绍了一种新型的DNA链置换调节机制——合作分支迁移（Cooperative branch migration,CBM）。CBM通过调节分支迁移域的互补性来控制DNA链置换反应,其与大多数调控工具兼容并可连续微调跨越5个数量级的反应速率。此外,CBM还整合了多种调控功能,包括速率微调、连续动态调控、反应重置和选择性激活。基于CBM的强大功能,我们通过级联CBM反应构建了嵌套if函数信号处理系统,可用于处理不同的输入信号组合。CBM将有效地丰富DNA链置换的工具箱,并促进在核酸研究和生物医学应用中构建具有更高复杂性的DNA纳米机器。随后,针对DNA链置换反应在突变检测中的瓶颈,本文以双链核酸杂交为核心,提出了一系列相关策略,其中包括:两种双链核酸富集策略,可用于简便获取可杂交双链靶标;两种高特异通用杂交方法,其特异性优于常见的立足点交换反应;一种长靶标检测方法,可有效扩大可检测长度范围;以及一种双链核酸催化的循环放大反应,在提高灵敏度的同时兼具优越的抗干扰性及单碱基分辨能力;最后,本文将具有分叉立足点的双链核酸作为基本原件构建了一系列逻辑门,实现了不同输入组合的识别。鉴于双链核酸的独特优势,此部分工作有望推动双链核酸杂交技术在临床检验诊断学和动态DNA纳米技术中的应用。
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