文档介绍：上海交通大学
博士学位论文
新型DNA折纸芯片系统的开发与研究
姓名:张钊
申请学位级别:博士
专业:生物化学与分子生物学
指导教师:贺林
20091101
新型壑叫酒低车目7⒂胙芯应用—一擅着挪肌摘要中期开创至今,已经经历了长足发展。国内目前系统介绍该领域的论文或专著极少,所以本论文的目的之一就是对其研究进展做出最新最全的综述,希望能对国内的研究者有所帮助,推动该领域在国内的发展。因擅准际醢╰宰樽啊折纸术、及擅灼骷大的方向,本文受篇幅所限只涉及前两个分支。除此之外,本文还分析了斡肽擅准际趿煊虻闹种钟攀疲⑾晔隽薉纳米技术的一项重要该芯片的优点是目标链不用标记,检测较灵敏,但缺点是存在位置效应擅准际跏且幻判滦说慕徊嫜Э疲侵咐肈自组装构建各种一维、二维、或三维的结构,并开发其应用。擅准际醮甏为是交叉学科,论文涉及到生物、化学、物理、数学、计算机、纳米技术等知识内容,相信任何相关领域的科研工作者都可以在此找到用武之地。本课题的内容是开发一种新型的壑叫酒馄涫狄彩粲谀擅着布的一种。所谓壑叫酒褪怯蒁折纸术得到的图形改造为的芯片。年初,美国亚利桑那大学的等研制出了第一张、也是此前唯一一张折纸芯片。他们把折纸图形上的订书钉链伸出中吞秸耄缓与溶液中的目标咏唬ü咏磺昂驛图像的亮度差实现检测。
>咛宓淖龇ㄊ窃谡壑酵夹翁囟ㄎ恢玫现检测。另外我们还把等的折纸矩形换为折纸术中国地图,这是为了增用鎏秸攵砸桓甿目标链检测,从耐忌峡梢钥闯觯恋惴纸图形各位置的探针杂交效率有明显差异铱衫┱剐圆磺俊N颐堑哪康就是用新的策略制成折纸芯片,希望在尽量保持等原有优点的同时,改善其不足。我们的核心思路是把中吞秸敫奈W畛S玫摹耙蛔中探针,并引订书钉链末端伸出寡核苷酸探针,让它与末端修饰的目标链一对一杂交,杂交后加入鞍资沟迷咏晃坏阍贏下呈现明显亮点,从而实加探针的可寻址性。我们先用预实验验证了—从Φ目尚行裕缓笤谡绞匝橹常特异,效率较高,与设计完全相同。实验的成功证明了方案的可行,接下来,我们就着手考察本折纸芯片的特性,特别是等芯片中的不足之处。我们共分析了两种效应的影响:位置效应和方向效应。我们先把上面使用过的鎏秸敕治A阶椋蛔槲挥谕夹伪呓纾蛔槲挥谥醒耄后观察两组的检测效率。结果发现两组并无差异,这说明本芯片无位置效应。我们又把同样的鎏秸敕治A硗饬阶椋蛔槭嵌┦槎ち’端延伸探针,此时杂交后将朝下,另一组由欤咏缓骲希补鄄两组效率。结果发现楸’组效率高,我们推测主要是某上裥Ч好,于是以后都推荐用由臁摘要¨
观察图形是否在特异的位置产生亮点。结果显示特异性很好。第二个是夹垂潭勘炅矗我们还进一步设计了两个更深入的实验。第一个是多重检测,即考察一张芯片同时对多个目标链检测的分辨能力。,然后分别加入对应的目标链,心法实验,这是一种新的杂交策略,即用词头旁咏恍藕拧U庵稚杓频暮么σC词钦壑叫酒旧淼耐用性,要么是目标链的甪裕【鲇赾探针是否设计为通用。除此之外,我们还做了若干延伸实验。对纳米金和量子点的排布有一些好的结果,但仍需进一步验证;修饰氖笛樵蛎挥泻芎玫闹ぞ菹示分子马达的工作状态。这里特别要说的是利用本折纸芯片对募觳猓我们又设计了一种杂交方式,引入了牧淳赫疲壳耙咽迪侄两个连续碱基差异的检测。进一步的优化实验仍在进行中,本系统有望实现完全甪⑶铱芍赜玫恼壑叫酒总之,本研究开发了一种新型的壑叫酒胫耙延械恼壑芯片相比,不用做索引标记、没有位置效应、具备很强的扩展潜力。本研究不仅对本折纸芯片的特性做了较系统的考察,还设计了另外两种非常有意义的杂交方式,大大推动了本折纸芯片向实用领域的发展。本文第三章对擅准际踅ɡ吹募父龇⒄狗较蜃隽苏雇直鹛岢了白组装构图、功能化纳米排布、内在机制、实用性四个分支所可能取得突破的一些研究课题。摘要
本文最后还以附章的形式介绍了本人在研究生阶段所进行的另一项工作:关联分析。研究集中在隒礁龌蛴胨嗲楦姓习疾病的关联上,最后分别在两个基因中各找到一个与呈阳性关联的瑀蛂凳玖肆礁龌蚨訠虏』砬痹诘挠跋臁关键词:擅准际酰琁宰樽埃珼折纸术,,折纸芯片,关联分析摘要
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认同日期:沙叶年学位论文原创性声明上海交通大学独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本文的研究做