基于核酸適體和納米材料的電化學(xué)生物傳感器.pdf

1、腺苷、蛋白質(zhì)等是組成和維系生命活動的重要物質(zhì)，對這類物質(zhì)的分析檢測意義尤為重大。在眾多生物傳感檢測方法中，基于分子電學(xué)性質(zhì)的電化學(xué)生物傳感技術(shù)以其靈敏、快速、成本低廉、檢測裝置輕便、低能耗且易于微型化和集成化等特點，具有獨特的優(yōu)越性。基于核酸適體的高選擇性、高特異性及納米材料的放大作用等高新研究成果，本文完成以下四項研究工作，簡述如下：
　　 1.基于腺苷核酸適體對目標(biāo)物的強(qiáng)親合力和高識別性，研制了一種高靈敏度檢測腺苷的可再生型

2、電化學(xué)傳感器
　　 【第2章】。通過戊二醛的交聯(lián)作用將端部修飾氨基的核酸適體固定在鄰苯二胺聚合膜修飾的金電極上。由于腺苷與核酸適體的特異性結(jié)合，傳感界面的復(fù)合物發(fā)生構(gòu)型轉(zhuǎn)變，從而引起電流的下降，并用循環(huán)伏安和交流阻抗圖譜考察了這一反應(yīng)過程。交流循環(huán)伏安的電流值與腺苷濃度密切相關(guān)，峰電流下降的幅度與腺苷的濃度成正比。電極在80°C的水浴中可再生。在優(yōu)化條件下，本腺苷傳感器有良好的線性關(guān)系和電化學(xué)響應(yīng)性能，從而實現(xiàn)了對腺苷的高靈敏度

3、檢測和特異性識別。
　　 2.將人IgE及特殊設(shè)計的含有標(biāo)準(zhǔn)核酸適體片段的發(fā)卡型結(jié)構(gòu)寡核苷酸鏈分別作為被測物及探針序列，設(shè)計一種基于核酸適體的電化學(xué)傳感器，用以檢測蛋白質(zhì)
　　 【第3章】。當(dāng)IgE不存在時，固定在電極表面的核酸適體由于兩側(cè)互補(bǔ)序列的雜交形成巨大的發(fā)卡型結(jié)構(gòu)，溶液中氧化還原物質(zhì)的電子轉(zhuǎn)移形成峰電流。然而，目標(biāo)蛋白質(zhì)的結(jié)合不僅能夠提高分子層的絕緣性，還能引發(fā)核酸適體巨大的構(gòu)型轉(zhuǎn)變，由于原本設(shè)計的發(fā)卡型結(jié)構(gòu)打

4、開，推動了生物分子層/電解液界面遠(yuǎn)離電極表面，抑制電子自由轉(zhuǎn)移(eT)，從而產(chǎn)生了較強(qiáng)的檢測信號。該核酸適體傳感系統(tǒng)具有高靈敏度、選擇性，無需放大即可表現(xiàn)出較寬的響應(yīng)范圍。本文所設(shè)計的表面限定的核酸適體序列具有極好的適應(yīng)性，克服傳統(tǒng)電化學(xué)核酸適體傳感器的諸多局限性。
　　 3.以人IgG作為目標(biāo)物，提出一種基于二茂鐵標(biāo)記和鄰苯二胺聚合膜/納米金顆粒放大共同作用的高靈敏度的電化學(xué)免疫檢測方法，用以檢測免疫物質(zhì)
　　 【第4

5、章】。金電極先由鄰苯二胺電聚合膜修飾，為傳感界面的構(gòu)建提供穩(wěn)定而致密的基底以及充裕的氨基。使用戊二醛作交聯(lián)劑將胱胺連接到經(jīng)修飾的電極上，繼而可組裝納米金單分子。大量的抗體能夠通過氨基-金之間的親和力組裝到納米金顆粒表面并保持較高的免疫反應(yīng)活性。在引入被測物之后，二茂鐵標(biāo)記的抗體能通過抗體-抗原之間特異性反應(yīng)固定到傳感界面，從而產(chǎn)生氧化還原電流信號。峰電流與被測物的量成正比。實驗條件經(jīng)優(yōu)化后，該傳感器呈現(xiàn)出良好的線性關(guān)系。此外，該傳感器重

6、現(xiàn)性好，靈敏度高，性能穩(wěn)定，再生性強(qiáng)。
　　 4.使用聚碳酸酯(PC)膜作為空間阻隔物和疏導(dǎo)物，在玻碳電極上得到電沉積的針狀金納米簇，用于構(gòu)建電化學(xué)免疫傳感器
　　 【第5章】。由于三維形態(tài)結(jié)構(gòu)超大的表面積，該納米材料可有效地固定生物分子。以人IgG作為目標(biāo)分析物，采用三明治夾心法形成IgG抗體/IgG/ HRP標(biāo)記抗體的三明治復(fù)合結(jié)構(gòu)，通過酶催化底物產(chǎn)生的還原電流的大小可確定IgG的含量。電沉積的金納米簇性能穩(wěn)定、生物