基于金纳米粒子探针可视化检测基因点突变
金纳米颗粒在核酸检测中的应用
金纳米颗粒在核酸检测中的应用随着科技的不断进步，核酸检测已经成为现代医疗中不可或缺的一部分。
而在众多新型技术中，金纳米颗粒的应用正在逐渐崭露头角，以其独特的优势在核酸检测领域发挥着重要作用。
一、金纳米颗粒的性质金纳米颗粒，顾名思义，是由黄金制成的纳米级别大小的颗粒。
这些颗粒具有优异的物理和化学性质，如稳定性、生物相容性和光热性质等。
在光热性质方面，金纳米颗粒具有显著的光热转换效应，可以在特定波长的光照射下产生热量，这一特性使其在生物医学领域具有广泛的应用前景。
二、金纳米颗粒在核酸检测中的优势1.高灵敏度：金纳米颗粒的信号放大功能使得核酸检测的灵敏度大大提高，能够检测出极低浓度的目标物质。
2.特异性高：通过合理设计金纳米颗粒的形状和尺寸，可以实现对特定核酸序列的高特异性识别，降低假阳性率。
3.操作简便：金纳米颗粒的使用使得核酸检测流程简化，降低了对实验设备和操作技术的要求。
4.实时可视化：利用金纳米颗粒的显色反应，可以直接在试纸上观察到检测结果，无需借助专业仪器。
三、金纳米颗粒在核酸检测中的应用实例1.疾病诊断：通过检测特定疾病相关基因或蛋白质的核酸序列，可以对疾病进行早期诊断和预后评估。
例如，利用金纳米颗粒的核酸扩增技术可以对癌症进行早期检测。
2.病毒检测：在新冠病毒等病毒的核酸检测中，金纳米颗粒技术被广泛应用于实时荧光定量PCR等检测方法中，提高了检测的灵敏度和特异性。
3.食品安全：通过检测食品中的微生物核酸序列，可以判断食品是否受到污染，确保食品安全。
例如，在牛奶中检测大肠杆菌等有害微生物时可以采用金纳米颗粒技术。
4.环境监测：在环境监测领域，金纳米颗粒技术也被用于检测水体中的有害物质和空气中的病毒核酸等。
四、结论与展望金纳米颗粒在核酸检测中的应用具有显著的优势和广泛的前景。
随着研究的深入和技术的发展，金纳米颗粒将在更多领域得到应用，为人类带来更多福祉。
未来，金纳米颗粒技术的发展将更加注重提高灵敏度、特异性和稳定性等方面，同时探索与其他技术的结合，以实现更高效、更准确的检测。
纳米金材料的制备技术及应用研究进展
纳米金材料的制备技术及应用研究进展作者：陆静蓉朱炳龙李静秦恒飞岳喜龙童霏吴娟樊红杰周全法来源：《江苏理工学院学报》2018年第06期摘要：纳米金材料有着特殊的表面效应、量子效应和宏观量子隧道效应，在电学、磁学、光学和化学性质方面具有常规材料不具备的优越性能。
综述了纳米金的制备方法，介绍了纳米金材料的应用领域。
关键词：纳米金材料;制备技术;应用领域中图分类号：TB383.1 文献标识码：A 文章编号：2095-7394（2018）06-0033-05纳米材料是一种具有与微观原子、分子和宏观物质不同性质的新型材料，在电子、化工、航天等行业得到了广泛的应用。
纳米金是直径为1～100 nm的微小颗粒，通常以胶体的形态存在于水溶液中，其性质主要取决于颗粒的尺寸及其表面特性，当尺寸减小到纳米范围时就会表现出表面效应、量子效应、宏观量子隧道效应等特性。
[1]纳米金酷游独特的光、电、催化等特性，在化工、环境、光学、电子、生物医疗等领域受到广泛关注。
1 制备方法纳米金的制备方法有物理方法、化学方法和生物方法。
物理法主要是通过各种分散技术将金直接转变为纳米粒子，主要有气相法、液相法、高能机械球磨法等，该方法对仪器设备要求较高、生产费用昂贵，得到的粒径分布较广，大大限制了这类方法的应用。
1.1 化学法化学法主要有氧化还原法、微波法、电化学法、微乳液法等，该方法具有粒径可控、生产效率高等优点，是生产纳米金材料的主要途径。
1.1.1 氧化还原法通过向高价金离子溶液中加入还原剂，将金离子还原并制备纳米金颗粒，常用的还原剂有抗坏血酸、柠檬酸钠等。
纳米金颗粒粒径与还原剂的种类、用量等因素有关，通常制备粒径在5～12 nm的纳米金时用白磷或抗坏血酸，制备粒径大于12 nm的纳米金时用柠檬酸钠，纳米金颗粒粒径与还原剂的用量成反比。
[2]周睿璐等[3]以氯金酸为原料、柠檬酸三钠为还原剂，采用经典的柠檬酸三钠还原法制备出纳米金溶液，利用目测法、紫外-可见分光光度法和扫描探针显微镜法对其进行表征，结果表明，纳米金粒子尺寸均匀、呈球形单分散分布。
DNA电致化学发光分析方法研究
DNA电致化学发光分析方法研究电致化学发光(ECL)是在化学发光基础上发展起来的一种新的分析方法,它是化学发光与电化学相结合的产物,兼具化学发光和电化学分析的优点,同时又延伸出一些独特的优势,例如灵敏度高、抗干扰能力强、重现性好、可进行原位现场分析、动态范围宽等。
自2002年有关Si纳米粒子的ECL研究被报道以来,半导体纳米晶(SNCs)作为新型的ECL材料近年来备受关注。
与传统的分子发射物相比,半导体纳米晶有着独特的优点,例如尺寸/表面缺陷控制的发光、无光漂白、稳定性好。
因此,基于半导体纳米晶的ECL已经被广泛地应用于生物传感和生物分析中。
本论文研究了多种SNCs的ECL性能,并以这些物质为ECL发光体,结合DNA杂交技术、界面能量转移技术和酶的循环放大技术,实现了 DNA的序列识别及含量测定,为新型DNA传感器的开发提供了新的思路和方法。
1.基于金纳米粒子和等温循环双重放大的超灵敏ECL法检测DNA将具有等温放大效应的“DNA机器”与Au 纳米粒子对CdS半导体纳米晶膜ECL距离可控的猝灭与增强现象相结合,发展了一种新型超灵敏的ECL DNA传感界面。
ECL体系中的这种界面能量转移给生物识别元件的转换提供了一种新的方法,且等温DNA放大反应可以在室温条件下进行,因此避免了热循环的一些要求。
此研究结果不仅为超低浓度DNA检测提供了一种新的方法,还给DNA生物传感器对其他分析物的检测带来广阔的应用前景。
2.基于等温循环放大和双纳米粒子标记的三茎式探针的超灵敏单核苷酸多态性ECL检测方法基于等温循环协助的标记有Au和CdTe两种纳米粒子(NPs)的三茎式探针,我们研发了一种新型的电致化学发光(ECL)检测单核昔酸多态性的方法。
本体系是由电极表面的CdS纳米晶(NCs)膜作为电致化学发光体,然后,将标记Au NPs的二倍茎结构探针DNA连接到纳米晶膜上,最后再与标记CdTe NPs的DNA链杂交形成三茎式结构的探针DNA。
《DNA功能化纳米探针的设计及在miRNA检测中的应用》范文
1.纳米材料的选择
设计DNA功能化纳米探针的首要步骤是选择合适的纳米材料。常用的纳米材料包括金纳米粒子、量子点、碳纳米管等。这些材料具有优异的物理化学性质，如良好的生物相容性、较高的比表面积和易于修饰等。
2. DNA分子的设计与合成
DNA分子的设计与合成是DNA功能化纳米探针设计的关键步骤。根据目标分子的序列和结构，设计出具有特定序列的DNA探针。这些DNA探针通常通过特定的化学键合方式与纳米材物技术的快速发展，DNA功能化纳米探针已成为生物医学研究的重要工具。这类探针利用DNA分子的特异性识别能力与纳米材料的优越物理化学性质相结合，在生物分子检测、疾病诊断和治疗等方面展现出巨大的应用潜力。本文将重点介绍DNA功能化纳米探针的设计原理及其在miRNA（微小RNA）检测中的应用。
二、DNA功能化纳米探针的设计原理
1.纳米材料选择：DNA功能化纳米探针通常选用具有良好生物相容性和光学性质的纳米材料，如金纳米粒子、量子点、碳纳米管等。这些材料能够与DNA分子有效结合，提高探针的稳定性和灵敏度。
2. DNA分子修饰：通过化学合成或生物工程方法，将DNA分子修饰在纳米材料表面。修饰的DNA序列需与目标miRNA具有高度的互补性，以保证探针的特异性。
四、展望与挑战
随着科学技术的不断发展，DNA功能化纳米探针在miRNA检测中的应用将更加广泛和深入。未来，研究者们将进一步优化探针的设计和制备方法，提高其稳定性和灵敏度，降低检测成本。同时，随着对miRNA功能和作用机制的深入研究，DNA功能化纳米探针将在疾病诊断、治疗和预防等方面发挥更大的作用。然而，仍存在一些挑战需要克服，如如何提高探针的特异性、降低非特异性吸附等。
3.信号检测与分析：通过光学、电化学等方法检测杂交后产生的信号，对miRNA进行定量分析。同时，结合信号放大技术，提高检测灵敏度。
金纳米团簇荧光探针的合成与生物检测应用
金纳米团簇荧光探针的合成与生物检测应用大家好，今天我要给大家聊聊一个非常有趣的话题：金纳米团簇荧光探针的合成与生物检测应用。
你们知道吗？这个探针可是大有来头，它不仅可以帮助我们更好地了解人体内部的情况，还可以帮助医生们更准确地诊断疾病哦！让我们一起来看看这个神奇的探针是如何制作出来的吧！我们需要了解一下什么是金纳米团簇。
简单来说，金纳米团簇就是一种非常小的金属颗粒，它的大小只有几十纳米甚至更小。
这些小小的金颗粒聚集在一起，就像一群调皮的孩子挤在一起玩耍一样。
而荧光探针则是一根非常细的棒子，它上面涂满了可以发出荧光的物质。
当我们将这个探针接触到金纳米团簇时，就会发生一些神奇的事情：金纳米团簇会吸收探针上的荧光物质，然后重新释放出来，这样就可以通过观察荧光的变化来判断金纳米团簇的数量和位置了。
我们需要了解的是如何合成金纳米团簇和荧光探针。
其实这个过程并不复杂，只需要一些基本的化学知识和实验技巧就可以了。
我们需要准备好一些金纳米团簇的前体材料和荧光染料。
通过一系列的反应步骤，我们就可以将这些前体材料转化为金纳米团簇。
再将荧光染料涂在探针上，就可以得到一根完美的荧光探针啦！当然了，要想让这个探针真正发挥作用，还需要进行一些生物检测实验。
比如说，我们可以将这个探针注射到人体内，然后通过观察荧光的变化来判断人体内的某些细胞或组织是否存在问题。
这个方法不仅非常安全，而且还可以大大提高诊断的准确性哦！金纳米团簇荧光探针的合成与应用是一个非常有前途的研究领域。
相信在不久的将来，我们就可以利用这个探针来帮助更多的人们解决健康问题啦！今天的分享就到这里啦！希望大家能够喜欢这个话题，也希望大家都能够健康快乐地生活下去！谢谢大家！。
基于石墨烯-金纳米粒子复合材料的DNA生物传感器
ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｄ ｅ ｗａ ｓ ｆ ａ ｂ ｒ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｄ ． Ｔｈ ｅ ｓ ｏ ｄ ｉ ｕ ｍ ９， １ ０ 一 ｄ ｉ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ 一 ９， １ ０ 一 ｄ ｉ ｏ ｘ ｏ ａ ｎ ｔ ｈ ｒ ａ ｃ ｅ ｎ ｅ 一 ２ 一 ｓ ｕ ｌ ｐ ｈ ｏ ｎ ａ ｔ ｅ（ Ａ ＱＭ Ｓ）
（ Ｓ ｔ ａ ｔ ｅ Ｋｅ ｙ Ｌａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｈｏ ｌ ｌ ｏ ｗ Ｆｉ ｂ ｅ ｒ Ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎ ｅ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｅ ｓ ，Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｅｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ Ｃｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ，Ｔｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ Ｐｏ ｌ ｙ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ，Ｔｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ３ ０ ０ ３ ８ ７，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
摘要 墨烯一 金 纳米粒 子复 合材料 ，复合材 料被柠 檬酸钠
羧基 化后 与末端 氨基修 饰 的 Ｄ ＮＡ 发 生键 合 ，制备 ＤＮＡ 探 针 ，并 以葸 醌一 ２ 一 磺酸钠（ ＡＱＭＳ ） 为 杂交指 示剂检 测 ＤＮＡ 序列 的特异 性．结 果表 明 ：基 于石 墨 烯一 金 纳 米粒 子修 饰 的 Ｄ ＮＡ 传 感器 可选 择性 区分 单碱 基 错配 的 目标 Ｄ ＮＡ 序 列 ； 该 传感 器具 有较高 的特 异选择 性．
关键 词 ： ＤＮＡ 生 物 传 感 器 ； ＤＮ Ａ 固 定 ；石 墨 烯一 金 纳 米 粒 子 复 合 材 料 ；柠 檬 酸 钠 中 图 分 类 号 ：０６ ５ ７ ． １ 文献标 志码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ６ ７ １ — ５ ４ ８ ９ （ ２ ０ １ ３ ） Ｏ ６ — １ １ ６ ４ — ０ ５
《DNA功能化纳米探针的设计及在miRNA检测中的应用》范文
《DNA功能化纳米探针的设计及在miRNA检测中的应用》篇一一、引言随着纳米科技的飞速发展，DNA功能化纳米探针已成为生物医学领域的研究热点。
通过精确设计并合成DNA功能化纳米探针，不仅可以实现高灵敏度、高选择性的生物分子检测，还可以为疾病的早期诊断和预后评估提供有效工具。
特别是针对微小核糖核酸（miRNA）这一类关键的内源性分子，DNA功能化纳米探针的研发与应用显得尤为重要。
本文将详细介绍DNA功能化纳米探针的设计原理、制备方法及其在miRNA检测中的应用。
二、DNA功能化纳米探针的设计原理DNA功能化纳米探针的设计基于生物分子的识别与信号放大的基本原理。
该探针通常由具有特定序列的DNA分子与纳米材料（如金纳米粒子、量子点等）结合而成。
设计过程中，首先需要根据目标miRNA的序列特点，确定与之互补的DNA序列。
然后通过特定的合成技术，将DNA分子与纳米材料进行有效连接，形成具有识别和信号传导功能的纳米探针。
三、DNA功能化纳米探针的制备方法DNA功能化纳米探针的制备主要包括以下几个步骤：1. 目标miRNA的序列分析：通过生物信息学软件预测目标miRNA的二级结构及潜在的功能区域，确定合适的结合位点。
2. DNA分子的合成与修饰：利用化学合成技术，合成与目标miRNA互补的DNA序列。
根据需要，可以对DNA分子进行荧光标记等修饰。
3. 纳米材料的制备与表面改性：选择合适的纳米材料（如金纳米粒子），通过特定的化学或物理方法对其进行表面改性，使其具有与DNA分子结合的能力。
4. DNA分子与纳米材料的连接：将修饰后的DNA分子与改性后的纳米材料进行连接，形成稳定的DNA功能化纳米探针。
四、DNA功能化纳米探针在miRNA检测中的应用DNA功能化纳米探针在miRNA检测中的应用主要体现在以下几个方面：1. 高灵敏度检测：由于纳米材料具有较高的比表面积和良好的信号放大能力，使得DNA功能化纳米探针能够实现对miRNA 的高灵敏度检测。
细胞的基因定位和分子标记技术
分子标记技术的需求
推动生物医学研究
细胞基因定位和分子标记技术的研究 将为生物医学领域提供有力工具，推 动疾病诊断、药物研发和个性化医疗 的发展。
为了深入研究细胞内部基因的定位和 表达，需要发展高灵敏度、高特异性 的分子标记技术。
国内外研究现状及发展趋势
国外研究现状
近年来，国外在细胞基因定位和分子标记技术方面取得了显著进展，如CRISPR-Cas9基 因编辑技术的出现为细胞基因定位提供了有力工具，同时单细胞测序技术的发展也为研究 细胞内部基因表达提供了高分辨率的方法。
将放射性同位素标记的分子引入生物样品，通过放射自显影 技术显示其在细胞或组织中的位置。这种方法常用于基因表 达和蛋白质相互作用的研究。
酶标记技术
酶联免疫吸附试验（ELISA）
利用酶标记的抗体或抗原与待测物结合，通过酶催化底物显色反应来检测目标分 子。这种方法具有高灵敏度和特异性，广泛应用于生物医学研究。
伦理、法律和社会问题探讨
01 02 03
隐私保护与数据安全问题
随着高通量测序技术的发展和应用，个人基因组数据的获 取和共享变得越来越普遍。这引发了一系列隐私保护和数 据安全的问题，如如何确保个人基因组数据不被滥用或泄 露、如何制定合理的数据共享和使用规范等。
伦理道德与法律监管问题
基因编辑技术的发展和应用也带来了一系列伦理道德和法 律监管的问题。例如，利用基因编辑技术对人类胚胎进行 编辑可能引发道德争议和法律风险；此外，基因编辑技术 的专利保护和商业化应用也需要考虑伦理和法律的因素。
要点二
加强多学科交叉合作
细胞基因定位和分子标记技术的研究 涉及生物学、化学、物理学等多个学 科领域。未来可以加强不同学科之间 的交叉合作，共同推动相关领域的发 展和创新。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于金纳米粒子探针可视化检测基因点突变
2016-06-30 12:47来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部
纳米金识别单链和双链DNA过程示意图
基因点突变分析是分子生物学的一个重要话题. 在传统的点突变检测方法中,常采用各种标记探针, 如放射性元素探针、荧光色素探针及酶标记探针等; 或采用各种染色方法, 例如溴化乙锭(ethidium bromide,EB)染色. 这些技术大都存在着操作复杂、费时或费用昂贵等缺点, 因此发展一种简便、快速、低成本的基因检测方法具有重要意义.
目前, 纳米金(gold nanoparticles, Au-nps)作为一种新型的色团报告分子已被应用于基因检测中. 一方面,纳米金具有高的消光系数.例如, 尺径为
13和50 nm的金颗粒在波长为520 nm处的消光系数分别为2.7×108和1.5×1010 mol•L－1•cm－1, 它比常规有机发光团分子的消光系数高3～5个数量级; 另一方面, 纳米金的光学性质依赖于粒子直径以及间距, 由于纳米金胶颜色与粒子的聚集程度有密切关系, 根据其聚集程度的不同, 颜色可由酒红色逐渐变成粉色,紫色或灰色等. 纳米金表面修饰一段寡核苷酸序列制成纳米金探针, 在靶基因序列识别及单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)分析中取得了显著的效果, 其中Mirkin等在纳米金探针的应用上开展了一系列具有开创性的工作.
Rothberg等在2004年发展了一种新颖的纳米金比色基因检测(colorimetric detection)方法. 该法直接采用纳米金作为比色报告基团, 根据单链DNA (single-stranded DNA, ss-DNA)和双链DNA (double-stranded DNA, ds-DNA)与纳米金存在不同的静电作用, 即可实现对特定基因序列的识别及单核苷酸多态性的分析. 该法的检测原理如图所示. 单链和双链DNA具有不同的结构, 因此与纳米金存在不同的静电作用力; 单链DNA与纳米金之间存在的范德华力使单链DNA能够被吸附到纳米金颗粒表面,且吸附的速率与单链长度及环境温度有关; 而双链DNA 由于其骨架中带负电的磷酸根基团(PO43－)暴露在外, 与表面带负电荷的纳米金颗粒之间存在静电斥力, 使双链不能被吸附到纳米金颗粒表面. 表面吸附了DNA的纳米金能在较高浓度的盐溶液中不发生聚集. 因此, 纳米金在盐溶液的调控下能够比色识别单链和双链DNA, 进而达到判断基因是否发生杂交及分析单核苷酸多态性的目的. 等位基因特异性扩增(Allele-specificamplification,ASA)是利用DNA延伸过程中3'端碱基的特殊重要性所设计的扩增技术, 用于对已知突变基因进行检测, 是聚合酶链式反应(polymerase chainreaction, PCR)技术应用的发展. 等位特异性
扩增的原理为: 当引物3'末端碱基与模板互补时, DNA延伸, 产生扩增产物; 若模板中存在与引物错配的碱基, 则导致样品中无扩增产物产生.根据此原理设计不同的上游引物就可以检测出突变基因, 并可鉴定出基因突变的方式.
华南师范大学激光生命科学研究所邢达等人将等位基因特异性扩增的特异性与纳米金特殊的光学性质相结合, 发展了一种新的基因点突变检测方法. 以肿瘤中常见的K-ras癌基因第12位密码子作为点突变检测对象, 采用突变型引物对待测序列进行等位特异性扩增. 突变型样品扩增产物中大部分是双链DNA; 而野生型样品由于不能被顺利扩增,产物中大部分是单链DNA. 以纳米金颗粒作为报告基团, 向两种不同基因型扩增产物中依次加入纳米金胶和盐溶液, 野生型基因扩增产物中的单链引物被吸附到纳米金颗粒表面, 使得纳米金在适宜浓度的盐溶液中不发生聚集; 突变型样品扩增产物中的双链DNA由于与纳米金颗粒间存在静电斥力而不能被吸附到纳米金颗粒表面, 纳米金在该浓度的盐溶液中发生聚集, 导致两种基因型的混合液在吸收光谱和颜色方面均存在显著差异, 从而实现了检测基因点突变的目的. 该检测方法直观、快速、简便, 实验成本低, 能够检测到pmol量级的样品, 为点突变检测提供了一种实用的新方法.。