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DNA功能化的金纳米组装体对电离辐射响应的研究

【摘要】:现如今,人类除了接受宇宙射线的辐照外还有很多人为或核事故导致的辐射,而辐射将导致一系列的生物效应。DNA是遗传信息的载体,是辐射诱导的生物效应最关键的靶分子。重离子,紫外线和X射线照射均引起DNA损伤,暴露于辐射后立即发生的聚集损伤水平可用作辐射敏感探测。球形金纳米粒子具有尺寸和形状相关的光电性能、大的表面体积比、优良的生物相容性和低毒等优点,特别是其表面等离子激元共振(SPR)和猝灭荧光的能力使得金纳米颗粒在生物传感及测量方面获得广泛的应用。本论文旨在将辐射敏感基因分子与纳米粒子的纳米效应结合起来,发展基于纳米材料和探测新原理的辐射探测器,用于Gamma射线的测量。主要研究内容有:1.DNA片段与金纳米颗粒组装制备得到辐射敏感的纳米组装体。次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HPRT)基因对γ射线具有辐照敏感性,我们在基因的不同区域选择了的15个碱基片段,根据这些片段的碱基序列,设计了带有巯基的分子探针,并将商业定制的这些探针通过Au-S键共价偶联或碱基互补连接到金纳米颗粒的表面,形成复合纳米组装体;2.DNA-Au复合纳米材料对γ射线的响应研究。基于DNA片段的辐射敏感特性和金纳米粒子的表面等离子共振现象对组装体光学性质的影响,利用紫外可见光谱仪观察了其对电离辐射的响应特性,通过溶液颜色变化的定量检测,得到组装体的光吸收与辐射剂量的定量关系;3.Au纳米颗粒表面等离激元共振对辐射敏感增强效应研究。利用表面增强拉曼散射(SERS)光谱技术,测量得到DNA-Au纳米组装体在金基底上的拉曼散射谱,由于金基体对局域电场的增强效应,使得由于电离辐射导致的金纳米组装体的结构变化在拉曼散射谱上灵敏地呈现出来,增加了对电离辐射探测的灵敏度。本研究结果对于发展基于纳米材料和纳米效应的新原理的辐射探测技术和探测器具有一定的参考价值。

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