新型電化學活性-非活性對適體信標的研制及其在蛋白質(zhì)傳感器中的應用研究.pdf

1、蛋白質(zhì)作為生命物質(zhì)基礎，與各種形式的生命活動緊密聯(lián)系在一起，它參與生命體的每一步反應和活動，與營養(yǎng)、細胞結構、酶、激素、病毒、免疫、物質(zhì)運轉、遺傳、乃至生命的起源和進化都有密切關系。蛋白質(zhì)是細胞內(nèi)含量最高的組分，酶、抗體、多肽激素、以及細胞的自身骨架都是由它所構成的。它占許多生物體干重的45％～50％以上，承載著生物體完成各種生物功能的任務。所以蛋白質(zhì)的分析一直是生命科學中的重要課題。蛋白質(zhì)的定量測定是研究蛋白質(zhì)的基礎，對蛋白質(zhì)結構和功

2、能研究，人體營養(yǎng)健康研究，疾病診斷以及藥物、食品及臨床分析中有重要意義。生命科學的飛速發(fā)展對蛋白質(zhì)的檢測提出越來越高的要求，而現(xiàn)存的蛋白質(zhì)傳感器技術還在起步階段。開發(fā)出更靈敏，穩(wěn)定和簡便的蛋白質(zhì)檢測技術是目前生命科學研究的熱點所在。 核酸適體是一種能夠以高親和力特異性結合蛋白質(zhì)的寡核苷酸。相較普通的蛋白檢測技術，核酸適體有著無可比擬的優(yōu)越性。與分子信標技術聯(lián)用后所得的適體信標更是一種高選擇性，高靈敏度檢測蛋白的工具。本論文首次構

3、建了一種新型電化學適體信標。這種適體信標可通過其信號分子——一種電化學活性一非活性分子對在溶液中直接進行生物分子識別。本文又結合適體信標技術和磁性納米技術，設計了一種新型蛋白質(zhì)傳感器，并將其應用到對蛋白質(zhì)的定量檢測中。此蛋白傳感器既有高選擇性，高靈敏度和廣泛的應用范圍，又有電化學檢測的靈敏、快速，簡便的優(yōu)點，有著很高的應用價值。 論文分為四章： 第一章緒論 介紹了蛋白質(zhì)檢測的目的與意義；對現(xiàn)代蛋白檢測的幾種方法作

4、了簡單的分析與評述，著重分析了電化學分析法定量檢測蛋白的方法和進展；介紹了核酸適體技術及其檢測蛋白的優(yōu)越性：介紹了分子信標技術，對其檢測目標的不同方法分別做了評述；介紹了磁性納米顆粒技術在生物分析中的應用和優(yōu)勢。最后提出本論文的目的意義及創(chuàng)新之處。第二章胭脂紅酸的機理探討本章采用電化學以及紫外光譜法對一種羥基葸醌類化合物——胭脂紅酸(carrainic acid，CA)進行了研究。通過對其紫外光譜的研究，對其各級質(zhì)子離解常數(shù)進行了計算。

5、并發(fā)現(xiàn)其在中性條件下主要以H<,3.CA<'2->/H<,2>CA<'3->形式存在，此時兩個胭脂紅酸分子之間有形成氫鍵并締合的可能。電化學研究發(fā)現(xiàn)胭脂紅酸有著靈敏的電化學響應。其在負電位下會發(fā)生脫糖反應，脫糖反應后胭脂紅酸發(fā)生雙分子締合并失去電化學活性。最后根據(jù)對胭脂紅配合常數(shù)的計算，推測胭脂紅酸的締合常數(shù)應小于344。 第三章基于電化學活性．非活性分子對適體信標的新型蛋白質(zhì)生物傳感器測定凝血酶的研究本章將胭脂紅酸作為電化學適

6、體信標的信號分子，通過信標構型的改變使其表現(xiàn)出可在電化學活性．非活性間切換的性質(zhì)。并且將這種電化學適體信標與磁性納米顆粒的磁性分離富集技術相結合，設計了一種新型的電化學蛋白質(zhì)生物傳感器，用于凝血酶的檢測。在檢測過程中采用特制的電解池進行磁性富集，通過對磁性固相載體的富集使檢測靈敏度大大提高。這種新型的電化學生物傳感器對凝血酶的響應線性范圍為7.76×10<'-12> mol/L～1.176×10<'-10> mol/L，相關系數(shù)為0.9

7、986，檢出限為1.29×10<'-12> mol/L。并且由于利用了磁性納米顆粒的分離技術，此蛋白質(zhì)傳感器再生方便。研究結果表明，此新型蛋白質(zhì)生物傳感器制作簡單，并可實現(xiàn)靈敏，高效，方便的檢測。在生物醫(yī)學等領域有一定的應用價值。 第四章新型蛋白質(zhì)生物傳感器與凝血酶結合的熱力學研究核酸適體與其目標物有著很高的親和力，對適體與蛋白的相互作用研究并探討其作用機理，有利于為適體的設計，篩選，以及作用條件的選擇提供理論依據(jù)。本文利用基于