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

1、電致化學發(fā)光生物傳感器是一種將電致化學發(fā)光技術與生物學分析方法相結合而發(fā)展起來的具有高靈敏度、高選擇性、低背景等特點的生物傳感器。生物傳感器敏感界面上生物識別系統(tǒng)的構建是將生物識別事件轉(zhuǎn)化為可檢測物理化學信號的關鍵。近年來，納米生物傳感已得到了生物醫(yī)學與化學領域的廣泛關注，成為分析化學發(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)移淬滅量子點的電致化學發(fā)光進行腫瘤標記物的檢測本工作通過量子點的原位能量轉(zhuǎn)移淬滅構建了一個靈敏的檢測腫瘤標志物CEA的方法。在本實驗中，能量轉(zhuǎn)移發(fā)生在激發(fā)態(tài)的量子點和原位生成的淬滅劑之間。碲化鎘量子點復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記的納米金顆粒共軛到電極表面，在反應底物存在的條件下，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)生電化學氧化變成對醌亞胺

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

4、復合膜包裹的電極上，當有目標物赭曲霉素存在時，生物素標記的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記的適體鏈，減少了鏈酶親和素標記的堿性磷酸酶的附著量。從激發(fā)態(tài)的碲化鎘量子點到酶促反應產(chǎn)物的電氧化物之間的能量轉(zhuǎn)移因此被抑制了，恢復的量子點電致化學發(fā)光信號因此可以用來定量檢測目標物OTA。本實驗基于核酸外切酶催化的目標物循環(huán)放大，我們可以靈敏的檢測目標物OTA。同時，由于小分子和

5、適體的強作用力，該方法對于OTA的檢測顯示出良好的選擇性。
　　3.基于目標物誘導的DNA結構改變構建免標記、靈敏的電致化學發(fā)光傳感器檢測蛋白質(zhì)盡管核酸酶輔助的目標物循環(huán)放大技術已經(jīng)被廣泛的應用于目標物核酸的靈敏檢測，但是應用這種放大方法進行蛋白質(zhì)檢測仍具有一定的挑戰(zhàn)性，因為限制性核酸酶只對核酸有活性。基于目標物誘導的DNA結構改變策略，運用核酸外切酶Ⅲ(ExoⅢ)的循環(huán)放大，本文構建了一種高靈敏、免標記的電致化學發(fā)光適體傳感器檢

6、測凝血酶。當目標物凝血酶和適體鏈結合后，把適體鏈從雙鏈DNA中游離出來，使雙鏈DNA的結構從3端突出型轉(zhuǎn)變?yōu)?端凹進型，形成了ExoⅢ切割位點。然后，ExoⅢ沿3'→5'方向逐步催化去除3端凹進去的雙鏈DNA的單核苷酸，按照預期設計，被ExoⅢ切割下來的一小段DNA單鏈會成為第二目標物與突出的3端互補配對，從而引發(fā)雙鏈DNA的循環(huán)剪切，導致電致化學發(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，通過這種免標記的放大檢測