● 摘要
DNA生物传感器是基于DNA分子间或与其它分子间的相互作用设计而成的一种新型的检测装置，具有简单、快速、灵敏等优点，对临床医学和遗传工程的研究具有深远的意义和应用价值，已逐渐成为分子生物学和生物技术研究的重要领域。本文的综述部分对其基本原理、组成、类型及其应用等方面作了介绍，并对其发展趋势进行了展望。
? ??理想的传感器材料，需要有着灵敏度高、响应速度快、检测范围宽、选择性高、稳定性好等优点。纳米材料被认为是跨世纪材料研究领域的热点，有“21世纪最有前途的材料”之美誉，纳米技术的介入为生物传感器的发展提供了无穷的想象空间。本论文的研究工作是基于将纳米技术、核酸分子杂交技术与荧光分析技术相结合的基础上而开展的，制备了具有微孔结构的复合纳米粒子，实现了对DNA简单、快速的分离富集，并以它为基质构建的新型DNA生物传感器，成功地应用于对特定序列DNA的测定及对DNA链中的单碱基突变的快速、灵敏和准确的识别，为基因的快速分析测定提供了一种简便、快速的检测方法。主要研究内容和结果可归纳为以下两个方面：
一、生物亲和性壳聚糖-二氧化硅复合纳米粒子的合成及其吸附DNA特性研究
采用反相微乳液法制备了壳聚糖-二氧化硅复合纳米粒子，通过透射电镜(TEM)、红外光谱方法、Zeta电位实验等对所合成的复合纳米粒子的结构和性质等进行了表征。结果显示，基于壳聚糖与二氧化硅之间超分子作用所形成的复合纳米粒子呈规则的球形，粒径为50 nm左右，具有良好的单分散性和微孔结构，Zeta电位测定结果表明复合纳米粒子具有正的ζ (Zeta)电位值。基于复合纳米粒子的微孔结构和显正电性，以小牛胸腺DNA为对象研究了复合纳米粒子对DNA的吸附特性。研究结果表明在pH=6的磷酸盐(PBS)缓冲中，复合纳米粒子不但呈现出对小牛胸腺DNA良好的吸附能力，而且还由于SiO2纳米材料的复合而展现出优良的抗酶切割能力和细胞亲和性。据此发现，我们发展了一种有望用于向细胞内转载DNA的新材料。
二、基于光泽精-壳聚糖-二氧化硅复合纳米粒子设计的DNA生物传感器及其分析性能研究
据研究报告一的实验结果可知，所制备的壳聚糖-二氧化硅复合纳米粒子，其显示出对DNA强的吸附能力。由此，我们进而可达到对探针DNA的固定化，于此同时在复合纳米粒子的合成过程中将荧光染料光泽精包埋其中，以其为指示剂，可进一步用于识别目标DNA，从而引起荧光信号的改变，以实现对DNA的检测。实验结果表明，可在纳摩尔水平实现对DNA的定量检测,并可进一步区别单碱基突变DNA序列，建立了一种非标记的、自组装的、均相体系分析和检测DNA的荧光分析方法，具有便捷、快速、简洁等优良的特异性，使它在生物医学、生物分析应用及需要高性能遗传目标分析中很有应用前途。