均相電化學(xué)與光電化學(xué)新方法研究及其在生物酶活性檢測中的應(yīng)用.pdf

1、生物酶作為一種高效的生物催化劑，廣泛存在于動、植物體內(nèi)。生物酶的種類很多，性質(zhì)和催化活性也各有不同，主要通過催化機(jī)體內(nèi)各種生化反應(yīng)來調(diào)節(jié)各項生命活動，以保證機(jī)體的正常運行。一旦生物酶活性出現(xiàn)異常，將會導(dǎo)致許多疾病，因此對于生物酶活性的檢測越來越受到人們的關(guān)注。近年來，均相電化學(xué)、光電化學(xué)生物傳感器作為重要的新型生物傳感器，已廣泛應(yīng)用在DNA、酶以及其它生物小分子的檢測中，并表現(xiàn)出靈敏度高、選擇性好、設(shè)備簡單價廉等優(yōu)點。此外，農(nóng)藥作為生物

2、酶活性抑制劑，在完成生物酶活性檢測的同時，可實現(xiàn)對其檢測?；谏鲜鲅芯勘尘?，本文的主要內(nèi)容有：
　　首先，基于單分子信標(biāo)引發(fā)的 T7核酸外切酶輔助循環(huán)放大技術(shù)，構(gòu)建均相電化學(xué)生物傳感平臺，實現(xiàn)ALP活性便捷、高靈敏檢測。實驗中巧妙設(shè)計3'端標(biāo)記磷酸基團(tuán)、5'端修飾亞甲基藍(lán)（MB）的發(fā)卡DNA探針（HP），當(dāng)目標(biāo)物ALP存在時，包括HP去磷酸化、KF聚合酶催化的DNA鏈的聚合延伸、T7核酸外切酶對發(fā)卡探針雙鏈部分的催化水解等一系列反

3、應(yīng)將會發(fā)生，從而釋放標(biāo)記電活性物質(zhì)亞甲基藍(lán)（MB）的單核苷酸和觸發(fā)DNA(tDNA)。tDNA就會與溶液中其它未發(fā)生反應(yīng)的HP繼續(xù)雜交，引發(fā)后續(xù)的循環(huán)剪切過程，最終釋放大量標(biāo)記MB的單核苷酸，產(chǎn)生顯著放大的電化學(xué)信號，從而實現(xiàn)ALP活性的高靈敏檢測。采用該方法得到的直接檢出限低至0.1 U/L，可與熒光檢測方法的檢出限相媲美，同時比之前文獻(xiàn)報道的基于固定方法的電化學(xué)策略的檢出限低3個數(shù)量級。除了具備靈敏度高、選擇性好的優(yōu)點外，由于測定過

4、程是在均相溶液中進(jìn)行，省去了復(fù)雜的電極修飾過程，該策略還展現(xiàn)出操作簡單、方便、快捷等優(yōu)勢。因此，本文所提出的均相電化學(xué)生物傳感器對于生化研究和臨床實踐中ALP活性檢測來說是一個理想的選擇。
　　其次，基于酶催化產(chǎn)物介導(dǎo)原位合成 CdS量子點，建立新型雙相光電化學(xué)生物傳感方法，在保證乙酰膽堿酯酶（AChE）最佳活性狀態(tài)下，實現(xiàn)AChE活性及其抑制劑便捷、高靈敏檢測。底物硫代乙酰膽堿（ATCh）經(jīng)AChE催化水解，其產(chǎn)物硫代膽堿可以在

5、均相溶液中輔助原位合成CdS量子點。通過靜電吸引作用，上述表面叔胺基功能化的CdS量子點將吸附到帶負(fù)電的ITO工作電極表面，經(jīng)光激發(fā)后，在電子供體存在的條件下，產(chǎn)生顯著的光電化學(xué)響應(yīng)信號。通過充分利用在均相溶液中原位合成CdS量子點這一優(yōu)勢，該策略可確保在AChE最佳活性狀態(tài)下完成對其活性及抑制劑的檢測。采用上述方法得到的直接檢出限為0.01 mU/mL，優(yōu)于之前文獻(xiàn)報道的一些熒光檢測策略。此外，成功實現(xiàn)了涕滅威對AChE活性抑制的研究