納米復(fù)合材料的制備及其在電化學(xué)方面的應(yīng)用研究.pdf

1、生物傳感器是一個(gè)很活躍的研究和工程技術(shù)領(lǐng)域。近年來(lái),電化學(xué)生物傳感器由于具有高靈敏度,簡(jiǎn)單,快速的響應(yīng)并且兼有小型化的特點(diǎn)已被證明是一個(gè)有前途的傳感器用于檢測(cè)蛋白質(zhì)、DNA和生物小分子物質(zhì)。為了提高檢測(cè)的靈敏度,使用納米復(fù)合材料來(lái)構(gòu)建生物傳感設(shè)備已成為最有效的方法之一。本論文的工作主要集中在合成各種納米復(fù)合材料用于電化學(xué)傳感。本論文由綜述和研究實(shí)驗(yàn)兩部分組成,綜述部分對(duì)生物傳感器、納米材料、蛋白酶等進(jìn)行了簡(jiǎn)要的概括。實(shí)驗(yàn)部分由兩個(gè)實(shí)驗(yàn)體

2、系組成,主要包括以下兩個(gè)方面的工作內(nèi)容:
　　1.本實(shí)驗(yàn)將鉑-聚苯胺-石墨烯納米復(fù)合材料用于固定乙酰膽堿酯酶(AChE),制備了一種靈敏、快速檢測(cè)有機(jī)磷農(nóng)藥樂果的傳感器。成功制備了石墨烯、聚苯胺石墨烯、鉑-聚苯胺-石墨烯等納米復(fù)合材料。使用電化學(xué)方波伏安法(SWV)測(cè)定農(nóng)藥樂果抑制前后的峰值變化。結(jié)果表明,在最優(yōu)條件下,樂果在0.001-0.025μg/mL和5-21μg/mL之間與抑制率成線性關(guān)系,檢出限是0.2 ng/mL(S

3、/N=3)。
　　2.在本文中,我們提出了一種新穎的多標(biāo)記和多信號(hào)輸出同時(shí)檢測(cè)多種蛋白酶的方法。這種傳感器方法主要包括兩種不同的多肽基質(zhì)和兩種可區(qū)分的納米探針。首先,生物素的多肽1(S1)和生物素的DNA1通過生物素和親和素之間的作用形成DNA1-S1復(fù)合物,生物素的多肽2(S2)和生物素的DNA2通過生物素和親和素之間的作用形成DNA2-S2復(fù)合物。兩種不同的納米探針(DNA1′-Au NPs-Thi和DNA2′-Au NPs-

4、Fc)的合成是通過組裝DNA1′和DNA2′分別在金納米粒子的表面,再負(fù)載相應(yīng)的電子介體硫堇(Thi)和巰基二茂鐵(Fc)。其中,設(shè)計(jì)的DNA1和DNA1′,DNA2和DNA2′是互補(bǔ)的雜交鏈。然后,將兩種多肽基質(zhì)(DNA1-S1和DNA2-S2)通過多肽一端的半胱氨酸上的巰基和金電極之間以Au-S鍵修飾到金電極上。最后,兩種納米探針通過不同DNA之間的雜交修飾到多肽基質(zhì)修飾的金電極上。本文我們以胰蛋白酶和糜蛋白酶兩種蛋白酶為例來(lái)驗(yàn)證這

5、種方法的可靠性。這兩種蛋白酶可以識(shí)別并剪切不同多肽序列上的特殊位點(diǎn),剪切后部分多肽連接的納米探針DNA1′-Au NPs-Thi和DNA2′-Au NPs-Fc脫離電極表面到溶液中,從而導(dǎo)致硫堇和二茂鐵電信號(hào)的降低。使用兩種有不同電位的納米探針分別指示胰蛋白酶和糜蛋白酶的剪切作用,因此可以定量和定性的同時(shí)研究?jī)煞N蛋白酶的活性。更重要的是,通過改變蛋白酶對(duì)應(yīng)的特殊多肽和電活性物質(zhì),這種方法可以擴(kuò)展到在不同的生物環(huán)境中同時(shí)檢測(cè)其他的蛋白酶。