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摘要：本论文基于DNA缺口连接调控外切酶酶切的原理，并利用DNA模版合成铜纳米颗粒的荧光特性做信号输出，实现对三磷酸腺苷(ATP)的特异性荧光检测。DNA连接反应在ATP和连接酶同时存在下才能发生，从而将缺口连接抑制外切酶的酶切，进而以双链DNA为模版合成铜纳米颗粒，发出强荧光信号。该方法设计新颖，无需荧光基团标记，对ATP的检测限低至5 nM。32929
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毕业论文关键词：DNA连接反应；铜纳米颗粒；三磷酸腺苷；荧光检测
Fluorescence Detection of Adenosine Triphosphate Based on Ligation-mediated Formation of Copper Nanoparticles
Abstract: In this paper，we developed a fluorescent method for selective detection of adenosine triphosphate (ATP)．This method is based on the principle that DNA ligation can mediate the enzyme digestion of exonuclease，and it also takes the fluorescence properties of dsDNA-templated formation of copper nanopaticles (Cu NPs) as signal readout．DNA ligation occurs only in the presence of ATP and DNA ligase at the same time，which then can seal the nick and hamper the exonuclease digestion in order to form Cu NPs，and emits a strong fluorescence signal．The proposed method is novel and does not require fluorophore-labeled，its detection limit is down to 5 nM．
Key Words: DNA ligation；Copper nanoparticles (Cu NPs)；Adenosine triphosphate (ATP)；Fluorescence detection
目录
摘 要 1
引 言 1
1实验部分 3
1.1实验仪器 3
1.2 实验药品和试剂 3
1.3实验步骤 3
2 结果与讨论 4
2.1实验原理与DNA探针设计 4
2.2 实验原理验证 5
2.3实验条件考察 5
2.4 ATP的检测性能 7
3 结 论 8
参考文献 8
致 谢 11
DNA缺口连接调控铜纳米颗粒的合成策略用于三磷酸腺苷的荧光检测
引 言
三磷酸腺苷（ATP）是一种核苷酸，它能为细胞代谢提供能量，就像细胞内能量传递的“分子货币”，负责储存和传递化学能，是生物体内最直接的能量来源[1]，是生物体内能量代谢和转换的重要枢纽。ATP在光合成、酶催化和细胞呼吸过程等能量传递过程中起着至关重要的作用，也因此受到了科研工作者的广泛关注[2]。另外，ATP还参与了很多生物进程，如肌肉收缩、细胞功能、合成和降解重要的细胞物质、膜运输等[3-4]。通过监测ATP含量的变化，可用于检测多种药物和生物制剂或者生物活性物质引起的细胞杀伤和细胞增殖作用；与此同时，ATP也常作为微物污染的一个指标[5]，根据ATP含量能直接检测出其污染程度。此外，ATP可以作为临床微生物学、生物质量控制和环境分析中活性微生物存在的指示剂[6-7]。因此，发展ATP含量的测定方法在生命科学和临床医学研究领域有十分重要的研究意义。
迄今为止，人们已经发展和报道了很多种ATP的检测方法，主要包括：高效液相色谱法[8]、紫外-可见分光光度法、荧光分析法、红外分光光度法、电化学法[9]、基于共价聚合物[10]、多肽[11]、ATP依赖的酶反应法[12]、荧光化学传感器法[13]和ATP适配体法[14]等。但是传统的ATP检测方法有一些缺点，比如繁琐耗时，选择性不高，或者试剂昂贵。发展简便快捷，灵敏度高选择性好的ATP检测方法始终有持续不断的需求。ATP依赖的酶反应法是近年来发展起来的ATP检测的新方法，该方法具有灵敏度高，选择性性好等显著优点。例如Ma等[15]基于激酶的分子信标技术发展了一种新型ATP检测方法；Wang等基于连接酶运用发夹DNA发展了一种电化学ATP检测方法；卢等[16]发展了一种基于连接引发的DNAzyme级联荧光放大ATP检测方法。此类ATP检测方法均具有较高的灵敏度和选择性，并经过了不断的改进，但它们有的需要信号放大，有的需要多重荧光标记，有的实验步骤繁琐，这都增加了检测的成本和复杂性。因此，基于ATP依赖的酶反应法发展更简单快捷、无需信号放大的检测方法仍然有持续不断的需求。