電化學(xué)生物傳感技術(shù)用于重金屬和蛋白質(zhì)的檢測(cè).pdf

1、環(huán)境中的重金屬離子難以被微生物降解,通過(guò)生物鏈的累積進(jìn)入人體,嚴(yán)重威脅著人們的身體健康及生命安全。蛋白質(zhì)是生物體最基本的物質(zhì)之一,在生物體內(nèi)含量大,種類繁多,參與生命體每一步反應(yīng)和活動(dòng),與生命的起源和進(jìn)化、物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)、遺傳等息息相關(guān)。而各種蛋白質(zhì)在人體內(nèi)的濃度變化直接與人體的新陳代謝情況密切相關(guān),已成為疾病判別與診斷的依據(jù)。因此,建立簡(jiǎn)單、快捷、靈敏、實(shí)用的蛋白質(zhì)檢測(cè)方法對(duì)藥物研究、臨床診治等醫(yī)學(xué)研究具有重要的意義。電化學(xué)生物傳感器具有實(shí)

2、時(shí)、穩(wěn)定、在線、快捷、選擇、直觀的超靈敏分析檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn),檢測(cè)對(duì)象涉及醫(yī)藥、環(huán)境、食品和金屬等多領(lǐng)域,使得以電化學(xué)方法為基礎(chǔ)的生物分子技術(shù)具有極其廣闊的發(fā)展空間和應(yīng)用前景。因此,在本研究論文中,我們建構(gòu)了一下幾種電化學(xué)傳感器。
　　 (1)本文建構(gòu)了一種基于目標(biāo)物誘導(dǎo)DNA鏈折疊的新型電化學(xué)傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)汞離子的超靈敏檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了一條巰基標(biāo)記的包含了33個(gè)堿基的DNA鏈,該鏈由7對(duì)胸腺嘧啶-胸腺嘧啶錯(cuò)配堿基對(duì)分隔5對(duì)互補(bǔ)雜交堿基

3、對(duì)而成,其通過(guò)巰基自組裝固定在金電極表面,然后與一條二茂鐵標(biāo)記的包含10個(gè)堿基的DNA鏈雜交,產(chǎn)生很強(qiáng)的電化學(xué)氧化還原信號(hào)。在汞離子的作用下,由于T-Hg-T結(jié)構(gòu)的形成,汞離子誘導(dǎo)33個(gè)堿基的DNA鏈折疊成發(fā)卡結(jié)構(gòu),二茂鐵標(biāo)記的DNA鏈從電極表面釋放下來(lái),電化學(xué)信號(hào)降低。本傳感器的響應(yīng)信號(hào)通過(guò)循環(huán)伏安,差示脈沖伏安以及電化學(xué)阻抗譜圖進(jìn)行了完整的表征。結(jié)果表明,該傳感器實(shí)現(xiàn)了對(duì)汞離子的超靈敏檢測(cè),濃度范圍從0.1 nM到5μM,檢測(cè)限為0

4、.06 nM。此外,該方法還具有很好的選擇性,能實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際環(huán)境樣品中Hg2+的檢測(cè)。
　　 (2)本章建立了一種基于免疫脂質(zhì)體的電化學(xué)傳感器用于甲胎蛋白AFP的超靈敏檢測(cè)。通過(guò)在脂質(zhì)體中包埋大量的電活性物質(zhì)標(biāo)記的DNA鏈結(jié)合電化學(xué)方法的靈敏性進(jìn)行放大檢測(cè),使靈敏度大大提高,顯示了很好的線性范圍、穩(wěn)定性和高選擇性,檢測(cè)范圍從1fg/mL到10 ng/mL,使其檢測(cè)限大大降低,最低檢測(cè)下限為0.7fg/mL。
　　 (3)建

5、立了一種基于包酶脂質(zhì)體和生物催化金屬沉積進(jìn)行信號(hào)二次放大的新型電化學(xué)免疫傳感器檢測(cè)前列腺特異性抗原PSA。包裹的堿性磷酸酶和脂質(zhì)體表面功能化的檢測(cè)探針作為檢測(cè)試劑,通過(guò)夾心免疫反應(yīng),目標(biāo)分析物PSA和功能化的脂質(zhì)體被依次固定到電極表面,在表面活性劑的作用下,脂質(zhì)體被破解釋放出內(nèi)部包裹的堿性磷酸酶ALP,ALP催化抗壞血酸磷酸酯產(chǎn)生的抗壞血酸還原銀離子形成金屬銀納米顆粒沉積在電極表面。本傳感器的響應(yīng)信號(hào)用線性掃描伏安法進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果顯示,