基于適配體修飾玻璃錐形納米孔的生物傳感.pdf

1、細胞中的離子通道不僅在生理調(diào)節(jié)中起著至關重要的作用，同時也作為一種多功能的天然材料在現(xiàn)實生活中被廣泛地研究與應用。然而這些蛋白質(zhì)納米孔由于穩(wěn)定性差，易碎，且對外界環(huán)境敏感，使得其在實際應用當中受到一定程度的限制。因此人們發(fā)明了一系列方法來制備固態(tài)的納米孔/納米通道，并且通過修飾各種功能基團用于模擬生物離子通道的離子傳輸過程和把關功能。這些仿生離子通道由于在生物傳感器、納流控裝置、分子篩等納米裝置的開發(fā)方面具有潛在應用而受到科學界的廣泛關

2、注。本論文致力于研究核酸適配體功能化修飾單個玻璃錐形納米孔的離子傳輸過程，并構建基于納米孔的高性能生物傳感裝置。論文分為四章:
　　第一章為緒論。本章首先介紹了人造納米孔的分類及其制備方法。然后概述了基于納米孔的信號檢測方法，并總結了人造納米孔在仿生離子通道、化學生物傳感、單分子研究以及DNA測序等方面的最新應用。最后提出了論文構思。
　　第二章詳細描述了單個玻璃錐形納米孔道的制備方法及其口徑的測量，并用熒光顯微鏡來觀察納米

3、孔道的形貌。
　　第三章通過將溶菌酶適配體(LBA)修飾到單個玻璃錐形納米孔內(nèi)構建了一種基于表面電荷調(diào)控的非標記蛋白質(zhì)傳感器。在中性條件下，LBA修飾的納米孔帶負電荷。當帶正電的溶菌酶分子與LBA發(fā)生特異性結合時，部分中和納米孔表面的負電荷，使得對表面電荷敏感的電流-電壓(I-V)性質(zhì)發(fā)生明顯變化。基于此，我們實現(xiàn)了對溶菌酶的高靈敏度高選擇性檢測，檢測限低達0.5 pM。這種納米孔傳感裝置具有良好的可逆性和穩(wěn)定性。該傳感策略可以被

4、簡單地拓展到其他蛋白質(zhì)納米孔傳感器的設計當中。
　　第四章通過設計將ATP-適配體結合引起構象和電荷雙重變化的ATP適配體(ABA)修飾到單個玻璃錐形納米孔內(nèi)構建了一種構象和電荷共調(diào)控的超高靈敏度生物傳感平臺。當ATP與孔壁上的ABA發(fā)生特異性識別時，ABA鏈由松散的伸展狀態(tài)轉變?yōu)閯傂缘恼郫B狀態(tài)，使得納米孔的有效孔徑增大。同時，帶負電的ATP結合使得孔壁的負電荷增加。在孔徑及電荷的協(xié)同作用下，納米孔道的響應效率得到提高，從而使通過