基于光微流激光的DNA-HRM分析及应用

论文摘要

基因是决定生物性状的根本性因素,基因片段中的DNA通过转录翻译等过程从而控制生物性状的表达,DNA中的碱基序列发生变异会导致非常严重的后果。研究表明许多可遗传疾病都与DNA序列中的单碱基变异有着直接关系,因此从DNA层面检测DNA序列中是否存在碱基变异可以更快、更及时、更准确地检查出一些疾病。本课题主要以法布里-珀罗（FP）腔为检测基础,分析研究基于高品质因子光微流激光腔的高分辨率熔解曲线（HRM）,本文工作中主要分析了三种类型的DNA,分别是:（1）99个碱基对和两种GC含量的130个碱基对的单碱基破坏型DNA序列:（2）四种单核苷酸多态性（SNP）变异DNA以及与实际疾病有关的三种SNP变异DNA;（3）富含G碱基的单链DNA。具体如下:1.理论分析并模拟了基于光微流激光的DNA-HRM,分析基于激光的HRM与基于荧光的HRM异同。随后通过实验分析研究了99个碱基对以及两种类型的130个碱基对的DNA序列,实验结果表明99个碱基对的DNA序列,完全配对（Target）与其单碱基错配（Mismatch）DNA之间的裂解温差为0.9至1℃,而对于130个碱基DNA（Type I）为0.7-0.8℃,130碱基DNA（Type II）约为0.5℃。并且,通过调节出射激光的参数使得基于激光的HRM相比于基于荧光的HRM裂解温度降低10℃以上。另外因为激光的独特性质,可以在保持温度不变的基础上,扫描激光出射强度与外界泵浦强度之间的关系,根据斜率等结果的不同可以快速分辨Target和Mismatch DNA,这是基于荧光的HRM所不能实现的。2.因为SNP变异的DNA变异前与变异后的热动力学差别更小,运用固定温度下扫描方法分析SNP变异DNA。首先检测分析自由设计的四种SNP变异,固定温度下的扫描方法可以很好的区分它们之间的变化。然后,分析人类可遗传疾病中三种最常见的SNP变异疾病:MTHFR（亚甲基四氢叶酸还原酶）、Factor V（V因子）、Β-globin（珠蛋白基因）,同样实现了在较低的温度下,通过固定温度扫描法区分出变异前后的DNA。3.基于FP腔分析了富含G碱基的单链DNA在外界金属阳离子的诱导下形成G-四链体（G-quadruplex）并发生腔内荧光共振能量转移（FRET）现象。随着温度的变化,基于激光的FRET的受体信号强度变化相比于基于荧光的FRET更加明显。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 侯梦迪

导师: 王文杰

关键词: 光微流激光,高分辨率熔解曲线,四链体

来源: 太原理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,生物学,无线电电子学

单位: 太原理工大学

分类号: Q523;TN24

总页数: 72

文件大小: 2469K

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标签：光微流激光论文;  高分辨率熔解曲线论文;  四链体论文;