本书对各种类型的功能核酸及其裁剪艺术、自组装、复合纳米材料、功能核酸生物传感器关键工具以及功能核酸侧流层析传感器等进行详细的分类阐述，最后对实验室的微信公众号“阜呐核酸情报站”进行了介绍。本书旨在补充与完善构建功能核酸生物传感器的理论知识，填补相关知识的空白，为功能核酸自组装、纳米材料、生物传感器等研究领域的科学家以及所有对分子生物学技术的具体应用感兴趣者提供宝贵的资源。
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第1章 功能核酸 1
1.1 引言 2
1.2 DNA二级结构 7
1.2.1 G四联体 7
1.2.2 G三联体 12
1.2.3 C四联体 13
1.3 适配体 15
1.3.1 食源性致病菌适配体 15
1.3.2 小分子适配体 30
1.4 金属核酶 39
1.4.1 功能核酸简介 39
1.4.2 金属核酶及其他功能核酸与金属离子的相互作用 39
1.4.3 基于金属核酶的功能核酸生物传感器 44
1.5 微生物响应性切割核酶 48
1.5.1 微生物介导的核酸切割酶介绍 48
1.5.2 微生物切割酶介导的光学传感器 53
1.6 三螺旋核酸 57
1.6.1 TNAs生物传感器的分类、性质与表征 57
1.6.2 三螺旋DNA生物传感器 58
1.6.3 三螺旋RNA生物传感器 59
1.6.4 三螺旋DNA/RNA生物传感器 60
1.6.5 三螺旋PNA/DNA生物传感器 60
1.6.6 可视化TNAs生物传感器 61
1.6.7 荧光TNAs生物传感器 62
1.6.8 SERS-TNAs生物传感器 63
1.6.9 电化学TNAs生物传感器 63
1.6.10 pH响应的TNAs生物传感器 65
1.6.11 TNAs介导的扩增传感器 71
1.6.12 纳米材料-TNAs生物传感器 72
1.6.13 TNAs生物传感器用于单分子成像 74
1.6.14 TNAs生物传感器用于配体的携带、释放 74
1.6.15 TNAs生物传感器用于细胞调控 75
1.6.16 TNAs生物传感器用于检测 75
1.7 发光功能核酸 79
1.7.1 适配体发光功能核酸 79
1.7.2 金属纳米粒子发光功能核酸 81
1.7.3 核酶发光功能核酸 86
1.7.4 钌联吡啶配合物发光功能核酸 87
1.7.5 三价铽离子配位发光功能核酸 88
1.7.6 碱基类似物发光功能核酸 89
1.7.7 标记型发光功能核酸 92
1.7.8 发光功能核酸的应用 93
1.8 功能核酸纳米机器 94
1.8.1 功能核酸纳米机器的表征 94
1.8.2 G四联体功能核酸介导的纳米机器 96
1.8.3 适配体功能核酸介导的纳米机器 97
1.8.4 DNA核酶功能核酸介导的纳米机器 98
1.8.5 霍利迪结功能核酸介导的纳米机器 99
1.8.6 基于纳米材料的功能核酸纳米机器 100
1.8.7 基于链置换的功能核酸纳米机器 104
1.8.8 基于点击化学反应的功能核酸纳米机器 105
1.8.9 基于三螺旋核酸的功能核酸纳米机器 106
1.8.10 基于pH响应的功能核酸纳米机器 107
1.8.11 基于光诱导的功能核酸纳米机器 108
1.8.12 功能核酸纳米机器药物靶向递送 109
1.8.13 功能核酸纳米机器生物成像 111
1.9 总结与展望 112
参考文献 116
第2章 功能核酸的裁剪艺术 145
2.1 功能核酸及其裁剪策略 145
2.2 功能核酸高级结构生物信息分析 146
2.3 功能核酸的劈裂 147
2.3.1 概述 147
2.3.2 劈裂适配体在生物传感器中的应用 149
2.4 功能核酸的剪短 150
2.4.1 概述 150
2.4.2 功能核酸的剪短在生物传感器中的应用 150
2.5 功能核酸的增长 153
2.5.1 概述 153
2.5.2 功能核酸的增长在生物传感器中的应用 154
2.6 功能核酸的替换 155
2.6.1 概述 155
2.6.2 功能核酸的替换在生物传感器中的应用 155
2.7 功能核酸的融合 156
2.7.1 单功能核酸的融合 156
2.7.2 多功能核酸的融合 156
2.7.3 功能核酸与其他物质的融合 157
2.8 总结与展望 157
参考文献 158
第3章 功能核酸自组装 163
3.1 引言 163
3.2 非酶杂交链式反应 166
3.2.1 HCR的分类 166
3.2.2 HCR的应用 174
3.3 超夹心DNA纳米结构 179
3.3.1 概述 179
3.3.2 超夹心结构用于蛋白分析 182
3.3.3 超夹心结构用于小分子及离子靶标的检测 185
3.3.4 超夹心结构用于酶活性分析 189
3.4 催化茎环自组装 190
3.4.1 CHA的分类 190
3.4.2 CHA的应用 200
3.5 总结与展望 205
参考文献 207
第4章 功能核酸复合纳米材料 214
4.1 引言 214
4.2 自组装功能核酸纳米材料 216
4.2.1 自组装功能核酸纳米材料发展史 216
4.2.2 DNA折纸技术及其发展 217
4.2.3 新型功能核酸纳米结构及其应用 218
4.3 功能核酸DNA水凝胶 220
4.3.1 水凝胶的核酸来源 220
4.3.2 DNA水凝胶的交联方式 224
4.3.3 纯DNA水凝胶的理化特性 226
4.3.4 复合型DNA水凝胶 229
4.3.5 DNA水凝胶的应用发展 230
4.4 核酸对复合纳米材料的形貌调控及其理化性质 235
4.4.1 功能核酸的作用 235
4.4.2 形貌控制 236
4.4.3 功能核酸复合金属纳米材料的性质 236
4.4.4 功能核酸复合金属纳米材料的分类 237
4.5 总结与展望 242
参考文献 243
第5章 功能核酸生物传感器关键工具 250
5.1 引言 251
5.2 点击化学介导的生物传感器 254
5.2.1 叠氮化物-炔烃环加成反应 254
5.2.2 巯基-烯基反应 263
5.2.3 施陶丁格反应 265
5.2.4 Diels-Alder环加成反应 269
5.2.5 腙化反应 271
5.2.6 肟化反应 274
5.2.7 Aza-Wittig反应 275
5.3 功能核酸恒温扩增技术 276
5.3.1 恒温技术介导的信号识别技术 276
5.3.2 恒温技术介导的信号放大技术 278
5.3.3 恒温技术介导的信号输出技术 290
5.4 荧光物质及功能核酸荧光生物传感器 292
5.4.1 荧光生物传感器的分子识别与发光机制 292
5.4.2 荧光物质与功能核酸荧光生物传感器的分类 294
5.4.3 核酸链标记型功能核酸荧光生物传感器 295
5.4.4 G四联体功能核酸荧光染料结合型荧光生物传感器 298
5.4.5 金属离子诱导G四联体功能核酸结合型荧光生物传感器 300
5.4.6 单链核酸荧光染料结合型荧光生物传感器 302
5.4.7 双链核酸荧光染料结合型荧光生物传感器 303
5.4.8 特定序列核酸荧光染料结合型荧光生物传感器 304
5.4.9 碱基类似物介导的功能核酸构象诱导型荧光生物传感器 305
5.4.10 金属功能核酸纳米簇荧光生物传感器 307
5.4.11 非金属功能核酸纳米荧光生物传感器 309
5.4.12 水溶性功能核酸共轭聚合物荧光传感器 311
5.5 电信号物质及电化学功能核酸生物传感器 313
5.5.1 染料类电信号分子 315
5.5.2 金属有机配合物类电信号分子 318
5.5.3 纳米材料类电信号分子 321
5.5.4 类过氧化氢酶类电信号分子 323
5.5.5 有机小分子类电信号分子 324
5.6 总结与展望 325
参考文献 329
第6章 功能核酸侧流层析传感器 349
6.1 引言 349
6.1.1 将核酸作为检测的靶标物质的功能核酸侧流层析传感器 349
6.1.2 将功能化的核酸作为靶标识别的功能核酸侧流层析传感器 350
6.2 功能核酸侧流层析传感器的构建 351
6.2.1 检测形式 352
6.2.2 靶标识别技术 356
6.2.3 信号转导技术 366
6.2.4 核酸扩增技术 372
6.2.5 定量分析系统 385
6.3 食品安全中的应用进展 389
6.3.1 核酸类靶标的检测 389
6.3.2 蛋白类靶标的检测 390
6.3.3 细胞类靶标的检测 391
6.3.4 小分子靶标的检测 391
6.3.5 重金属靶标的检测 392
6.4 总结与展望 392
参考文献 393
第7章 “阜呐核酸情报站”微信公众号 406
7.1 创建的初衷与发展 406
7.2 微信公众号文章检索 409
索引 411
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