基于適配體修飾玻璃錐形納米孔的生物傳感.pdf

1、細(xì)胞中的離子通道不僅在生理調(diào)節(jié)中起著至關(guān)重要的作用，同時(shí)也作為一種多功能的天然材料在現(xiàn)實(shí)生活中被廣泛地研究與應(yīng)用。然而這些蛋白質(zhì)納米孔由于穩(wěn)定性差，易碎，且對(duì)外界環(huán)境敏感，使得其在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中受到一定程度的限制。因此人們發(fā)明了一系列方法來(lái)制備固態(tài)的納米孔/納米通道，并且通過(guò)修飾各種功能基團(tuán)用于模擬生物離子通道的離子傳輸過(guò)程和把關(guān)功能。這些仿生離子通道由于在生物傳感器、納流控裝置、分子篩等納米裝置的開(kāi)發(fā)方面具有潛在應(yīng)用而受到科學(xué)界的廣泛關(guān)

2、注。本論文致力于研究核酸適配體功能化修飾單個(gè)玻璃錐形納米孔的離子傳輸過(guò)程，并構(gòu)建基于納米孔的高性能生物傳感裝置。論文分為四章:
　　第一章為緒論。本章首先介紹了人造納米孔的分類及其制備方法。然后概述了基于納米孔的信號(hào)檢測(cè)方法，并總結(jié)了人造納米孔在仿生離子通道、化學(xué)生物傳感、單分子研究以及DNA測(cè)序等方面的最新應(yīng)用。最后提出了論文構(gòu)思。
　　第二章詳細(xì)描述了單個(gè)玻璃錐形納米孔道的制備方法及其口徑的測(cè)量，并用熒光顯微鏡來(lái)觀察納米

3、孔道的形貌。
　　第三章通過(guò)將溶菌酶適配體(LBA)修飾到單個(gè)玻璃錐形納米孔內(nèi)構(gòu)建了一種基于表面電荷調(diào)控的非標(biāo)記蛋白質(zhì)傳感器。在中性條件下，LBA修飾的納米孔帶負(fù)電荷。當(dāng)帶正電的溶菌酶分子與LBA發(fā)生特異性結(jié)合時(shí)，部分中和納米孔表面的負(fù)電荷，使得對(duì)表面電荷敏感的電流-電壓(I-V)性質(zhì)發(fā)生明顯變化?；诖耍覀儗?shí)現(xiàn)了對(duì)溶菌酶的高靈敏度高選擇性檢測(cè)，檢測(cè)限低達(dá)0.5 pM。這種納米孔傳感裝置具有良好的可逆性和穩(wěn)定性。該傳感策略可以被

4、簡(jiǎn)單地拓展到其他蛋白質(zhì)納米孔傳感器的設(shè)計(jì)當(dāng)中。
　　第四章通過(guò)設(shè)計(jì)將ATP-適配體結(jié)合引起構(gòu)象和電荷雙重變化的ATP適配體(ABA)修飾到單個(gè)玻璃錐形納米孔內(nèi)構(gòu)建了一種構(gòu)象和電荷共調(diào)控的超高靈敏度生物傳感平臺(tái)。當(dāng)ATP與孔壁上的ABA發(fā)生特異性識(shí)別時(shí)，ABA鏈由松散的伸展?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閯傂缘恼郫B狀態(tài)，使得納米孔的有效孔徑增大。同時(shí)，帶負(fù)電的ATP結(jié)合使得孔壁的負(fù)電荷增加。在孔徑及電荷的協(xié)同作用下，納米孔道的響應(yīng)效率得到提高，從而使通過(guò)