細胞和分子傳感器及其在海洋生物毒素檢測中的應用研究.pdf

1、海洋生物毒素是一類由赤潮藻產(chǎn)生的小分子化合物，通過貝類濾食后進入貝肉體內并且完成生物富集。一旦人們誤食了被毒素污染的貝肉，就會引起中毒，嚴重時甚至會導致死亡。近年來，隨著環(huán)境污染的加劇，由于誤食被污染的貝類而引起的人類死亡事件也常有報道。目前用來檢測海洋毒素的方法主要有小鼠生物法(MBA)、酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)、高效液相色譜法(HPLC)和液相色譜質譜聯(lián)用法(LC-MS/MS)等。然而，這些方法在實際應用中都有一定的局限性，例如

2、重復性差、設備昂貴以及涉及動物倫理等問題。作為一門新興的檢測技術，生物傳感器是一種以細胞分子等生物材料為敏感元件，結合了物理化學等二級傳感器來實現(xiàn)對于各種物質進行檢測的分析系統(tǒng)。由于其具有操作簡單、分析速度快、靈敏度高、小型化和容易實現(xiàn)自動化等優(yōu)點，生物傳感器在細胞生理、藥物篩選以及食物檢測等領域都有著廣泛的應用。
　　本論文基于細胞分子水平上檢測海洋毒素的機理不同，結合了特定類型的二級傳感器與檢測系統(tǒng)，分別從細胞、抗體和適配體三

3、個方面分別研究了生物傳感器在海洋毒素檢測中的應用潛力。
　　本論文的主要的創(chuàng)新點工作包括:
　　1.提出了一種基于細胞阻抗傳感器的用于檢測貝類腹瀉性毒素的新方法
　　構建了一種基于人類細胞株的細胞阻抗傳感器，并將其應用到腹瀉性毒素的檢測中。當毒素濃度在10-100μg/L的范圍內，該傳感器檢測到的細胞阻抗值與毒素的濃度呈良好的線性關系。并且通過檢測其他毒素與貝肉基質的干擾實驗，可以證明該方法具有很好的特異性與重復性，且

4、與小鼠生物法有著很好的相關性。說明該方法對于貝肉中腹瀉性毒素的檢測方面具有很好的應用潛力。
　　2.提出了一種基于神經(jīng)瘤細胞的阻抗傳感器的麻痹性毒素檢測的改進方法
　　基于麻痹性毒素能夠特異性結合細胞膜上鈉離子通道的特性，建立了一種新的基于小鼠神經(jīng)瘤細胞的阻抗傳感器檢測麻痹性毒素的方法。采用了細胞鈉離子通道激活劑的藜蘆定和鈉鉀泵抑制劑的烏本苷共同作用小鼠神經(jīng)瘤細胞，細胞會因為鈉離子持續(xù)性內流而引起死亡，但是麻痹性毒素可以通過

5、阻礙鈉離子內流來延緩藜蘆定和烏本苷引起的細胞死亡。當麻痹性毒素的代表性毒素石房蛤毒素(Saxitoxin，STX)濃度在0.1-1000nM的范圍內，細胞的相對存活率與STX濃度的對數(shù)呈良好的線性關系。且該方法具有很好的特異性與靈敏度，可以用于麻痹性毒素的實際樣品檢測。
　　3.提出了一種基于納米金修飾的聲表面波免疫傳感器，實現(xiàn)了大田軟海綿酸(OA)的特異性檢測
　　由于OA的分子量很小，因此本章采用免疫競爭分析法來檢測貝肉

6、中OA的含量。納米金標記的二抗能夠放大傳感器的檢測信號，且傳感器檢測信號與OA濃度在10-150ng/mL之間有著很好的線性關系，檢測限為5.45ng/mL。并且通過與ELISA方法的對比實驗，說明該方法具有很好的特異性和準確性，且能夠用于貝肉實際樣品中OA的特異性檢測。
　　4.設計了一種基于核酸適配體的聲表面波傳感器用于OA的高靈敏檢測
　　基于核酸適配體能夠特異性結合OA分子以及DNA雙鏈互補雜交的特性，設計一種基于核