固相纳米孔对核酸组装的“免标记、均相”表征和应用探索

随着核酸自组装领域的飞速发展,除了作为遗传信息的载体外,核酸成为了一种具有高操作自由度和无限可能性的功能材料.基于核酸自组装原理的DNA纳米技术凭借其强大的可编辑性已经广泛应用于生物传感、纳米材料工程、医学诊疗以及分子计算机等领域.纳米孔作为一种新兴的单分子分析技术具有高分辨、高通量、免标记等特点,近年来在基因测序、分子物理化学性质分析等领域展示出了极大的应用潜力.作为一种新型高分辨表征技术,纳米孔已经在DNA纳米技术研究中崭露头角,被用于原位追踪和分析核酸分子的自组装行为.另一方面,DNA纳米技术也为纳米孔传感所面临的技术瓶颈提供了更多样化的解决思路,如借助功能核酸(Aptamer或DNAzyme)和无酶扩增核酸分子线路实现纳米孔对待测物的特异性增敏检测.本专论旨在通过对近期纳米孔技术与核酸自组装的跨领域研究成果进行系统性回顾,总结并展望纳米孔传感领域内核酸自组装的研究进展,以期为单分子生物分析、信息检索、基因分型和临床诊断等领域提供新思路和新方法.     

不允许买空时的均值-下方风险投资组合选择——基于非参数估计方法

本文分别利用下半方差和下半偏差度量下方风险(Downside Risk),采用非参数估计方法研究了不允许买空时的均值-下方风险投资组合选择问题。首先,我们利用组合收益率密度函数的非参数核(kernel)估计得到了下方风险的计算公式,并把它们嵌入到均值-下方风险投资决策模型中。然后得到了模型最优解存在的充要条件,并给出了求解最优投资策略的Zoutendijk可行方向算法。最后,基于中国股票市场真实数据给出了一个数值算例,并比较了在两种不同下方风险度量下模型的差别。     

基于投资者情绪的市场均值-方差关系研究

本文应用带有GARCH效应的门限模型,研究了投资者情绪对市场均值-方差关系的影响。实证结果表明,市场均值-方差关系受投资者情绪的影响存在一个转变机制。当市场情绪落入低迷期,均值-方差的关系负相关;当投资者情绪进入到复苏期或高涨期时,两者关系是显著正相关,而且当期情绪的这种作用还会影响到下期的市场。同时发现股市政策性变化会引起情绪波动。     

金属标记结合高效液相色谱-选择离子监测质谱的蛋白质绝对定量新方法

建立了金属标记结合高效液相色谱-选择性离子监测质谱(SIM)的蛋白质绝对定量新方法。实验考察了金属标记效率、金属标记的稳定性、标记后肽段的色谱保留和质谱行为、新定量方法的线性范围和准确度。实验结果表明金属标记具有标记效率高,稳定性好,色谱保留行为一致等优点。另外,金属标记-选择离子监测质谱绝对定量方法灵敏度高,其定量限低至1 fmol,线性范围为1~500 fmol,线性范围内R2值大于0.99,具有良好的线性关系;经过测量,标准肽段的回收率为117.01%,说明该方法具有较高的准确度。将该方法应用于腾冲嗜热菌中烯醇酶蛋白的定量分析,相对标准偏差为5.47%,表明该方法的精密度高。以上结果表明该方法可以用于生物样本中的蛋白质的绝对定量分析,为比较简单的生物样本中蛋白质的绝对定量方法提供了一种新的选择。     

非标记凝血酶阵列电化学适体传感器的研究

基于自制的集成化三阵列金膜电极,构建了一个简单、灵敏、非标记的凝血酶阵列电化学适体传感器。以聚乙烯不干胶掩膜版法结合金属溅射沉积技术,在FR-4玻璃纤维板上制作了由3个金膜工作电极、1个大面积金膜对电极和1个厚膜Ag/AgCl参比电极构成的集成化金膜阵列电极系统。以集成化金膜阵列电极作为基础电极,采用巯基自组装技术将带巯基的凝血酶适体固定在3个金工作电极表面,巯基己醇封闭后获得三阵列凝血酶适体传感器,以电活性物质铁氰化钾作为电化学探针,基于凝血酶适体和凝血酶结合前后铁氰化钾在电极表面传质的不同导致电流变化进行凝血酶的测定。采用方波脉冲伏安法,铁氰化钾氧化峰电流的变化值与凝血酶浓度在 1.52~63 nmol/L范围内呈良好的线性关系,检出限(S/N=3)为0.92 nmol/L。     

基于石墨烯和金纳米笼修饰的无标记型微囊藻毒素免疫传感器的研制

利用石墨烯及中空结构的金纳米笼构建了无标记型电化学免疫传感器,并用于微囊藻毒素的检测。利用多元醇还原法合成制备了导电性好、催化性强、生物相容性好的金纳米笼;再利用高分散的石墨烯将其固定于玻碳电极表面,进一步吸附固定微囊藻毒素抗体。在无微囊藻毒素存在时,电化学探针[Fe(CN)6]3!/4!在传感器界面上能获得较高的电流响应信号。当培育了微囊藻毒素后,抗体与微囊藻毒素形成免疫结合物,增加了电极表面的电荷密度和传质阻力,阻碍[Fe(CN)6]3!/4!扩散到电极表面,导致[Fe(CN)6]3!/4!的电流响应信号明显降低,电流减小的程度间接地与微囊藻毒素的浓度成比例,可实现对微囊藻毒素的检测。实验考察了抗原培育时间,抗体浓度等条件对该传感器响应性能的影响。结果表明,此传感器对微囊藻毒素的线性响应范围为0.05~1000μg/L,检出限为0.017μg/L,优于文献报道。此传感器操作简单,并且具有良好的稳定性,将其用于实际水样中微囊藻毒素的检测,平均加标回收率为94.1%。     

边缘图像滤波算法

图像经过边缘提取之后常会带有各种噪声,提取的边缘还不能满足需要,讨论了对边缘图像的滤波算法,先对边缘的图像进行闭运算,再进行区域标记。实验结果表明,该算法对提高边缘图像的质量是非常有效的。     

便携式633nm激光波长评价系统研究

利用光学拍频法可实现稳频He-Ne激光波长稳定度的测量以及波长不确定度的评定。报道了一种可应用于测量现场的便携式633nm激光波长评价系统,介绍了拍频测量技术原理、激光波长评价系统的基本构成以及与非便携式的传统拍频系统测量激光波长的比对结果。波长评价系统对传统光学拍频光路部分进行了改进并集成为一个便携测量系统,系统采用了全新设计的集成式光学拍频模块、小型化高精度频率计以及频谱监测仪器实现了高信噪比拍频信号的产生、计数与监测,并自主开发了拍频测量数据采集、处理与分析软件。实验结果表明该系统能够在测量现场实现激光波长的稳定度以及不确定度评价,提升了现场测量的便捷性以及测量效率。     

蛋白质荧光标记中协同效应的高效液相色谱

以牛血清白蛋白和胰岛素为研究对象, 经1,5-I-AEDANS衍生后, 采用高效液相色谱(HPLC)进行分离分析, 发现两者的衍生存在明显的协同作用.     

用光波导光模光谱技术研究DNA-DNA结合蛋白相互作用

探讨了应用光波导光模光谱(Optical waveguide lightmode spectroscopy,OWLS)技术研究DNA-DNA结合蛋白相互作用的可行性和灵敏性。以固定在传感器芯片表面的DNA探针为捕捉分子,溶液中同时含有探针结合序列和NF—κB结合位点序列的寡核苷酸与NF-κB亚单位p50同源二聚体形成的DNA-蛋白质复合物为检测分子,用光波导光模光谱检测技术建立非标记DNA-DNA结合蛋白相互作用检测研究体系。利用这一体系对不同样品中NF-κB p50浓度和具不同NF-κB结合位点序列的寡核苷酸与NF-κB p50亲合和力进行检测。样品中低至0．33 nmol/1的NF-κB p50被光波导光模光谱检测出,不同的NF-κB结合序列与NF-κB p50亲合力有显著的差异。研究发现,光波导光模光谱技术可以用于DNA-DNA结合蛋白相互作用研究,所建立的非标记检测研究体系可以进行样品中结合蛋白含量高灵敏检测和核酸序列与结合蛋白的亲合力的检测研究。