基于納米材料及酶輔信號放大的電致化學(xué)發(fā)光生物傳感器制備及研究.pdf

1、電致化學(xué)發(fā)光生物傳感器是一種將電致化學(xué)發(fā)光技術(shù)與生物學(xué)分析方法相結(jié)合而發(fā)展起來的具有高靈敏度、高選擇性、低背景等特點(diǎn)的生物傳感器。生物傳感器敏感界面上生物識別系統(tǒng)的構(gòu)建是將生物識別事件轉(zhuǎn)化為可檢測物理化學(xué)信號的關(guān)鍵。近年來，納米生物傳感已得到了生物醫(yī)學(xué)與化學(xué)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注，成為分析化學(xué)發(fā)展的主要研究方向。針對這一研究目的，本文圍繞納米材料及酶輔信號放大方法對生物分子進(jìn)行靈敏檢測，得到了一系列有效效果，具體研究內(nèi)容如下:
　　1.原

2、位能量轉(zhuǎn)移淬滅量子點(diǎn)的電致化學(xué)發(fā)光進(jìn)行腫瘤標(biāo)記物的檢測本工作通過量子點(diǎn)的原位能量轉(zhuǎn)移淬滅構(gòu)建了一個(gè)靈敏的檢測腫瘤標(biāo)志物CEA的方法。在本實(shí)驗(yàn)中，能量轉(zhuǎn)移發(fā)生在激發(fā)態(tài)的量子點(diǎn)和原位生成的淬滅劑之間。碲化鎘量子點(diǎn)復(fù)合膜固定在電極表面，在抗原抗體的夾心免疫作用下，堿性磷酸酶和二抗標(biāo)記的納米金顆粒共軛到電極表面，在反應(yīng)底物存在的條件下，這些電極表面捕獲的堿性磷酸酶催化底物對氨基苯磷酸鈉鹽轉(zhuǎn)化成對氨基苯酚，它能在電極表面發(fā)生電化學(xué)氧化變成對醌亞胺

3、，原位生成的對醌亞胺對量子點(diǎn)的電致化學(xué)發(fā)光具有淬滅效應(yīng)，通過結(jié)合多酶標(biāo)記的信號放大方法，本實(shí)驗(yàn)構(gòu)建的電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器對腫瘤標(biāo)志物顯示出很高的靈敏度。
　　2.基于核酸酶催化的目標(biāo)物循環(huán)放大和量子點(diǎn)電致化學(xué)發(fā)光恢復(fù)構(gòu)建的適體傳感器檢測赭曲霉素本文基于量子點(diǎn)的電致化學(xué)發(fā)光恢復(fù)和核酸外切酶催化的目標(biāo)物循環(huán)放大，描述了一個(gè)高靈敏的赭曲霉素(OTA)適體傳感器。在本實(shí)驗(yàn)中，含有生物素標(biāo)記的OTA適體鏈的雙鏈DNA探針固定在碲化鎘量子點(diǎn)

4、復(fù)合膜包裹的電極上，當(dāng)有目標(biāo)物赭曲霉素存在時(shí)，生物素標(biāo)記的OTA適體鏈將會被OTA帶離電極表面并通過核酸外切酶的催化剪切，OTA循環(huán)再利用，帶離更多的生物素標(biāo)記的適體鏈，減少了鏈酶親和素標(biāo)記的堿性磷酸酶的附著量。從激發(fā)態(tài)的碲化鎘量子點(diǎn)到酶促反應(yīng)產(chǎn)物的電氧化物之間的能量轉(zhuǎn)移因此被抑制了，恢復(fù)的量子點(diǎn)電致化學(xué)發(fā)光信號因此可以用來定量檢測目標(biāo)物OTA。本實(shí)驗(yàn)基于核酸外切酶催化的目標(biāo)物循環(huán)放大，我們可以靈敏的檢測目標(biāo)物OTA。同時(shí)，由于小分子和

5、適體的強(qiáng)作用力，該方法對于OTA的檢測顯示出良好的選擇性。
　　3.基于目標(biāo)物誘導(dǎo)的DNA結(jié)構(gòu)改變構(gòu)建免標(biāo)記、靈敏的電致化學(xué)發(fā)光傳感器檢測蛋白質(zhì)盡管核酸酶輔助的目標(biāo)物循環(huán)放大技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于目標(biāo)物核酸的靈敏檢測，但是應(yīng)用這種放大方法進(jìn)行蛋白質(zhì)檢測仍具有一定的挑戰(zhàn)性，因?yàn)橄拗菩院怂崦钢粚怂嵊谢钚?。基于目?biāo)物誘導(dǎo)的DNA結(jié)構(gòu)改變策略，運(yùn)用核酸外切酶Ⅲ(ExoⅢ)的循環(huán)放大，本文構(gòu)建了一種高靈敏、免標(biāo)記的電致化學(xué)發(fā)光適體傳感器檢

6、測凝血酶。當(dāng)目標(biāo)物凝血酶和適體鏈結(jié)合后，把適體鏈從雙鏈DNA中游離出來，使雙鏈DNA的結(jié)構(gòu)從3端突出型轉(zhuǎn)變?yōu)?端凹進(jìn)型，形成了ExoⅢ切割位點(diǎn)。然后，ExoⅢ沿3'→5'方向逐步催化去除3端凹進(jìn)去的雙鏈DNA的單核苷酸，按照預(yù)期設(shè)計(jì)，被ExoⅢ切割下來的一小段DNA單鏈會成為第二目標(biāo)物與突出的3端互補(bǔ)配對，從而引發(fā)雙鏈DNA的循環(huán)剪切，導(dǎo)致電致化學(xué)發(fā)光指示劑在雙鏈DNA凹槽內(nèi)嵌入量的速降，以及發(fā)光信號的大大減小，通過這種免標(biāo)記的放大檢測