基于金銀納米材料的生物傳感新方法的研究.pdf

1、發(fā)展高靈敏、成本低的小型化傳感器需要先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，高效率的傳感器依賴于新型材料的發(fā)展。納米材料具有獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，可以提高化學(xué)、生物傳感器的信噪比。將納米材料應(yīng)用于生物學(xué)和醫(yī)學(xué)，不僅能夠擴(kuò)大生物分析的檢測范圍，而且還能拓展納米材料的應(yīng)用范圍。納米粒子是目前研究最熱的納米材料之一，之所以能夠引起廣泛的關(guān)注，是因?yàn)樗某叽缭诩{米范圍內(nèi)，并且具有量子效應(yīng)，小尺寸效應(yīng)以及表面效應(yīng)等特性，呈現(xiàn)出獨(dú)特的光學(xué)、電學(xué)性質(zhì)。近年來，熒光硅納米顆粒成

2、為一個(gè)最有吸引力的熒光探針，并且在生物和醫(yī)學(xué)得到廣泛關(guān)注。在其表面進(jìn)行物理、化學(xué)修飾，可以提高它的生物相容性以及拓展它的應(yīng)用范圍。熒光硅納米顆粒水溶性好，表面很容易被修飾，并且具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性。貴金屬納米材料有著良好的導(dǎo)電性能，光學(xué)性質(zhì)等，在此我們主要對于貴金屬納米材料中的金、銀納米材料進(jìn)行研究。
　　 本研究論文主要利用內(nèi)包裹有染料的二氧化硅熒光納米顆粒、金納米顆粒以及金銀納米簇作為傳感平臺，構(gòu)建新型的光學(xué)生物傳感器;依據(jù)

3、不同的傳導(dǎo)機(jī)理，能夠?qū)崿F(xiàn)對導(dǎo)致多種疾病的高活性氧物質(zhì)、環(huán)境污染物有機(jī)磷、鋯離子的檢測。
　　 (1)第二章，基于高活性氧物質(zhì)能夠猝滅以谷胱甘肽為模板合成的發(fā)光金納米簇的熒光的原理，設(shè)計(jì)了一個(gè)比例型傳感器來對高活性氧(次氯酸根、羥基自由基、過亞硝酸根)進(jìn)行靈敏的檢測。首先將CF染料包裹在二氧化硅納米顆粒內(nèi)，然后在包裹有CF染料的二氧化硅納米顆粒表面修飾上鏈霉親和素，以谷胱甘肽為模板合成的金納米簇表面有羧基，在其表面通過交聯(lián)修飾上生

4、物素化的穿膜肽(NH2-RRRRRRRRK-biotin)。通過生物素和鏈霉親和素的特異性作用，將金納米簇和二氧化硅熒光納米顆粒結(jié)合在一起，利用金納米簇的熒光能被高活性氧猝滅，而高活性氧對二氧化硅熒光納米顆粒的熒光沒有影響，基于此我們設(shè)計(jì)的比例型探針實(shí)現(xiàn)了對高活性氧的靈敏性檢測。與其它方法相比，該方法簡單，容易操作，不需要大型儀器，并且對高活性氧檢測靈敏，具有很高的選擇性。為檢測高活性氧提供了一種簡單、快速、靈敏的方法。
　　

5、(2)第三章，擬利用有機(jī)磷能夠抑制乙酰膽堿酯酶活性的原理來實(shí)現(xiàn)對有機(jī)磷的靈敏性檢測。熒光探針是以DNA為模板合成的銀納米簇。在本章中，選擇有機(jī)磷其中的一種對氧磷作為乙酰膽堿酯酶的抑制劑。在此檢測體系中，為了提高靈敏性，對乙酰膽堿的濃度進(jìn)行了優(yōu)化，因?yàn)橐阴Ｄ憠A會和有機(jī)磷與乙酰膽堿酯酶的作用發(fā)生競爭。乙酰膽堿在乙酰膽堿酯酶和膽堿氧化酶的催化作用下，經(jīng)過一系列的級聯(lián)反應(yīng)，生成雙氧水;生成的雙氧水能夠猝滅銀納米簇的熒光，在有對氧磷存在條件下，對

6、氧磷就會抑制乙酰膽堿酯酶對乙酰膽堿的催化水解作用，從而雙氧水的產(chǎn)生途徑被中斷，銀納米簇的熒光不被猝滅，基于此實(shí)現(xiàn)了對對氧磷的靈敏性檢測，檢測下限為10.3 ng/mL。
　　 (3)第四章，基于鋯離子能和磷酸根離子形成PO32--Zr4+-PO32-特異性結(jié)構(gòu)的原理，提出了一個(gè)比色檢測鋯離子的傳感器。我們設(shè)計(jì)了兩條肽鏈，一條磷酸化的肽鏈，一條控制肽，將它們修飾在金顆粒表面。在沒有鋯離子存在條件下，表面修飾多肽的金顆粒具有很好的分