DNA傳感器ppt

1、DNA 生物傳感器及其研究進展生物傳感器及其研究進展Page 2一.DNA生物傳感器的研究內(nèi)容及其設(shè)計依據(jù)二.DNA 生物傳感器的類型三.DNA 生物傳感器的應用目錄目錄Page 3DNA生物傳感器的研究內(nèi)容及其設(shè)計依據(jù)生物傳感器的研究內(nèi)容及其設(shè)計依據(jù)1 1.概念： DNA傳感器以DNA為敏感元件，通過換能器將DNA與DNA、DNA與RNA與DNA與其它有機無機離子之間的作用的生物學信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣?、電、聲波等易檢測的物理信號。近年來，DNA傳感器在基因診斷、環(huán)境監(jiān)控、藥物研究等領(lǐng)域的應用研究受到廣泛重視。Page 4DNA生物傳感器的研究內(nèi)容及其設(shè)計依據(jù)生物傳感器的研究內(nèi)容及其設(shè)計依據(jù)2.研究內(nèi)

2、容： DNA 生物傳感器檢測的是核酸的雜交反應。與傳統(tǒng)的基因檢測技術(shù)方法相比，具有快速、靈敏、操作簡便、成本低的特點，已經(jīng)被廣泛應用在疾病診斷、食品檢驗、環(huán)境監(jiān)測以及軍事反恐等領(lǐng)域。Page 5DNA生物傳感器的研究內(nèi)容及其設(shè)計依據(jù)生物傳感器的研究內(nèi)容及其設(shè)計依據(jù) 近幾年來，DNA 生物傳感器的研究內(nèi)容主要包括四方面：1）特定序列DNA(目標基因等)的定性定量檢測；2）利用傳感器原理來研究DNA 分子的理化特性，如DNA 的電化學研究、光譜研究等；3）利用傳感器原理研究DNA 和小分子的作用方式，為某些疾病的診斷和治 療提供依據(jù)；4）利用傳感器原理來研究某些藥物(如抗癌藥物、致癌劑等)與DNA

3、 的相互作用，用于藥物篩選，或是用于誘變劑的篩選和檢測等。Page 6DNA生物傳感器的研究內(nèi)容及其設(shè)計依據(jù)生物傳感器的研究內(nèi)容及其設(shè)計依據(jù)2.設(shè)計依據(jù): DNA 傳感器的設(shè)計依據(jù)是分子間的特異性識別，它的組成包括一個目標分子識別層（固定在換能器上的探針DNA）和一個信號換能器。 每一種生物體內(nèi)都含有獨特的核酸堿基序列。探針是一段單鏈核苷酸，它與被測物質(zhì)作用，能夠?qū)Ｒ蛔R別目標分子。 換能器的功能是將DNA 探針與被測定目標物的分子識別信息轉(zhuǎn)換為可測量信號，據(jù)作用前后測量信號的改變，實現(xiàn)對被測目標物的定性定量檢測。Page 7DNA 生物傳感器的類型生物傳感器的類型 根據(jù)換能器的不同，DNA 生

4、物傳感器主要有質(zhì)量敏感型、熱敏型、光學、電化學等類型。u電化學DNA 生物傳感器： DNA 電化學傳感器是根據(jù)固定在電極上的核酸探針與目標物(如酶、化合物、離子、DNA 等) 相互作用后引起的電化學信號的改變，實現(xiàn)對目標物的測定。Page 8DNA 生物傳感器的類型生物傳感器的類型電化學DNA 傳感器有多種類型，根據(jù)核酸探針是否需要標記，將電化學DNA 傳感器分為非標記型和標記型兩類。1）標記型電化學DNA 傳感器： 標記型電化學DNA 傳感器中的核酸探針末端標記了電活性標記物，探針分子與目標物發(fā)生分子識別反應后，引起電活性標記物與電極表面距離的改變，從而引起電化學信號的改變，實現(xiàn)對目標物的檢

5、測。 Page 9DNA 生物傳感器的類型生物傳感器的類型2）非標記型電化學DNA 傳感器： 非標記電化學DNA 傳感器的核酸探針不需要標記電活性物質(zhì)，根據(jù)探針與目標分子結(jié)合前后，電流、電壓、電容或阻抗的改變實現(xiàn)對目標物質(zhì)檢測的電化學傳感器。Page 10DNA 生物傳感器的類型生物傳感器的類型兩種電化學DNA 生物傳感器的比較： 標記型電化學DNA 傳感器靈敏度高，缺點是在標記過程中，涉及合成、標記、分離和純化等，步驟繁瑣，過程中對DNA 的活性或折疊等可能產(chǎn)生影響。 非標記型是電化學DNA 傳感器發(fā)展的趨勢,與標記型電化學傳感器相比，具有無需標記、操作簡單等優(yōu)點，但靈敏度較低。 Page

6、11DNA 生物傳感器的類型生物傳感器的類型u熒光DNA 生物傳感器： 熒光DNA 生物傳感器是將探針DNA 鏈進行熒光標記或與熒光物質(zhì)結(jié)合，當探針與目標物質(zhì)作用時熒光信號發(fā)生變化，將識別信息轉(zhuǎn)換為可檢測的熒光信號，實現(xiàn)對目標物質(zhì)的定性、定量檢測。Page 12DNA 生物傳感器的類型生物傳感器的類型 注意：核酸分子本身的熒光很弱，不適于微量和痕量檢測，用熒光分析儀檢測時靈敏度很低，所以常需要對核酸進行熒光標記或與強熒光性物質(zhì)結(jié)合來構(gòu)造熒光DNA 生物傳感器。 優(yōu)點：熒光分析法具有用量少、選擇性好、方法簡便、靈敏度高、準確性好，可以原位、實時測定等優(yōu)點被廣泛用于生化分析、生物醫(yī)學、臨床分析等各

7、個領(lǐng)域。Page 13DNA 生物傳感器的類型生物傳感器的類型 根據(jù)核酸分子是否標記強熒光基團以及標記的熒光基團的數(shù)目可以將熒光DNA 生物傳感器分為單標記型、雙標記型和非標記型。1）單標記型 在核酸分子上標記單個熒光基團，通過熒光強度、各向異性等信號的變化來實現(xiàn)對目標分子的檢測.Page 14DNA 生物傳感器的類型生物傳感器的類型 2)雙標記型 將核酸探針同時標記上兩個不同的熒光染料，當兩個熒光物質(zhì)之間的距離合適時能夠發(fā)生熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)，借助探針和目標分子作用前后核酸分子結(jié)構(gòu)的變化使兩個基團FRET的效率發(fā)生改變，就可以達到檢測目標分子的目的。Page 15DNA 生物傳感器

8、的類型生物傳感器的類型 3)非標記型 標記熒光基團有可能會削弱DNA 的識別能力，而且實驗的成本也較高，耗時、費力，因此發(fā)展無標記的熒光DNA 生物傳感器對于分析科學和生命科學具有非常重要的意義。 目前，利用熒光物質(zhì)與DNA 分子作用方式或作用后引起熒光信號的差異，發(fā)展無標記方法檢測核酸、蛋白質(zhì)、藥物等，達到不需分離洗脫樣品、快速實時檢測的目的。Page 16DNA 生物傳感器的應用生物傳感器的應用u1.核酸檢測 DNA 生物傳感器主要用于檢測核酸的雜交反應，利用雜交反應對特定的寡聚核苷酸片斷進行分子識別檢測是DNA 生物傳感器的研究主題。Page 17DNA 生物傳感器的應用生物傳感器的應用

9、u2.蛋白質(zhì)檢測 DNA 生物傳感器不僅用來識別特定序列的DNA，還廣泛應用在基于核酸適體探針特異性識別蛋白質(zhì)的檢測方面，為核酸和蛋白質(zhì)的研究提供了一種全新的研究手段。Page 18DNA 生物傳感器的應用生物傳感器的應用u3.無機金屬離子的檢測 DNA 生物傳感器不僅被廣泛地應用于DNA、酶、有機小分子的研究，還常用來檢測金屬離子Page 19DNA 生物傳感器的應用生物傳感器的應用u4.藥物分析 許多小分子物質(zhì)特別是有些藥物分子與核酸之間存在相互作用，它們與DNA 的作用，會影響到DNA 的生理和物理、化學性質(zhì)，甚至改變DNA 的轉(zhuǎn)錄和復制Page 20DNA 生物傳感器的應用生物傳感器的應用u 5.環(huán)境監(jiān)測 近年來，DNA 生物傳感器因其簡單、快捷、準確、靈敏在監(jiān)測環(huán)境中的基因誘變劑和病原微生物等方面受到廣泛重視Page