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基于限制性内切酶构建的荧光生物传感器用于转录因子检测

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摘要

符号与缩写

第一章 绪论

1.1 转录因子

1.1.1 转录因子的检测意义

1.1.2 TF的传统检测方法

1.1.3 TF的荧光检测方法

1.2 酶催化的等温信号扩增方法

1.2.1 内切酶催化的等温信号扩增方法

1.2.2 外切酶催化的等温信号扩增方法

1.2.3 聚合酶催化的等温信号扩增方法

1.3 本论文的研究目的和研究内容

1.3.1 研究目的

1.3.2 研究内容

参考文献

第二章 Fok Ⅰ切割-抑制策略用于转录因子的特异性及准确性检测

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 仪器

2.2.2 材料与试剂

2.3 实验步骤

2.3.1 双链DNA探针的制备

2.3.2 NF-κB p50-DNA结合及Fok Ⅰ酶切

2.3.3 冬凌草素的抑制作用

2.3.4 荧光测定

2.3.5 凝胶电泳成像

2.3.6 HeLa细胞裂解液的制备

2.4 结果与讨论

2.4.1 凝胶电泳表征

2.4.2 荧光光谱验证实验可行性

2.4.3 实验条件优化

2.4.4 目标物NF-κB p50的定量检测

2.4.5 特异性考察

2.4.6 精密度和重现性考察

2.4.7 目标物NF-κB p50的复杂介质检测

2.4.8 冬凌草素的抑制作用

2.4.9 实际样品分析

2.5 结论

参考文献

第三章 蛋白质结合-抑制作用为基础的DNA组装及滚环扩增用于转录因子的灵敏检测

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 仪器

3.2.2 材料与试剂

3.3 实验步骤

3.3.1 双链探针S1-S2的制备

3.3.2 NF-κB p50-DNA结合及A1wI信号转导

3.3.3 DNA三向结诱导滚环扩增

3.3.4 荧光测定

3.3.5 凝胶电泳成像

3.4 结果与讨论

3.4.1 探针S1-S2合成及A1wI酶切电泳表征

3.4.2 荧光光谱验证实验可行性

3.4.3 滚环模板杂交方式优化

3.5 结论

参考文献

致谢

硕士期间发表论文

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摘要

转录因子是一类序列特异性的DNA结合蛋白,其能调节细胞的增殖、分化及生长,对细胞基因组中基因的表达起重要调控作用。研究表明,转录因子的表达水平与癌症、炎症、异常激素响应、发育障碍等一系列疾病的发生和发展密切相关。目前,转录因子已成为疾病诊断和药物开发的重要生物标志物,因此对其进行特异、准确及灵敏检测变得十分必要。酶催化的荧光分析法因反应效率高、设计灵活等特点而在转录因子检测中受到欢迎。但是它们却存在应用范围窄、可靠性不足等自身缺陷。
  限制性内切酶是一类序列特异性的核酸酶,其能且仅能对DNA分子内的特定序列进行识别和切割。由于这类酶催化作用的高度专一性和精确性,它们在构建特异、准确的生物检测平台方面具有很大的应用潜力。
  除特异性及准确度外,灵敏度也是评价生物分析方法的重要参数之一。信号扩增技术因实现了一个目标物对应多个信号的分析模式而被广泛用于灵敏度的提高。DNA三向结是一种分枝状的Y形DNA结构,由三条DNA链彼此特异性杂交而成。DNA三向结诱导的信号扩增因兼具特异性和灵敏度而受到关注。
  鉴于现有的酶催化荧光分析法在转录因子检测方面的不足,本文利用限制性内切酶构建出了特异、准确的转录因子检测新策略。本文共分为三章:
  第一章为绪论,概述了转录因子的检测意义、传统检测方法及主要的荧光分析方法,包括双分子邻近分析、结构转换分析,竞争结合分析和空间位阻分析。此外还从内切酶、外切酶及聚合酶入手,介绍了一些常用的酶催化的等温信号扩增方法的构建及发展。
  第二章将转录因子结合带来的的空间阻碍作用和限制性内切酶FokⅠ的作用特性相结合,构建了FokⅠ切割-抑制策略用于实现转录因子的特异、准确检测。该方法中,FokⅠ作用的特异性保证了蛋白质检测向DNA检测转化时的准确度,增加了检测结果的可靠性,同时FokⅠ对切割位点序列的无要求性提高了方法的通用性。利用该方法对核因子p50进行检测,线性范围为1.0×10-8-1.3×10-7 molL-1,检测限可达7.9×10-9 mol L-1,优于或媲美于许多已报道的目标物检测方法。此外,该方法还表现出了良好的特异性及抗干扰能力,并实现了在实际样品中的应用。
  第三章将转录因子结合所产生的抑制作用与DNA三向结诱导的滚环扩增技术相结合,用于特异、准确及灵敏检测转录因子。该方法除利用限制性内切酶来保证蛋白质检测向DNA检测转化时的准确度外,还用DNA三向结来增加检测的特异性,用滚环扩增来提高检测的灵敏度,并用染料N-甲基卟啉二丙酸Ⅸ来产生免标记的荧光信号。通过对滚环模板的不同杂交方式进行表征,选择出了最优的三向结诱导滚环扩增方式,同时验证了该方法对于核因子p50检测的可行性。

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