親和型電化學(xué)生物傳感器用于多肽和短鏈DNA檢測的方法研究.pdf

1、生物傳感器是由生物識別物質(zhì)（如多肽、核酸、抗體等）、換能器以及信號處理裝置構(gòu)成的分析裝置或器件，根據(jù)識別體系的不同可分為生物催化型傳感器和生物親和型傳感器兩類。其中，親和型電化學(xué)生物傳感器因其響應(yīng)速度快、易于使用、廉價以及小型化等優(yōu)點，受到了研究者廣泛的關(guān)注。近年來，分子生物技術(shù)、納米材料技術(shù)、分析化學(xué)技術(shù)等不斷發(fā)展，親和型電化學(xué)生物傳感器在各個研究領(lǐng)域得到了快速的發(fā)展，能夠?qū)Χ喾N具有生物活性的物質(zhì)（細(xì)胞、細(xì)菌、核酸、無機離子、多肽等）

2、進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的檢測，在臨床檢驗診斷學(xué)中是一個非常活躍的研究前沿。本課題主要研究親和型電化學(xué)生物傳感器對多肽和短鏈DNA的檢測新方法，實現(xiàn)其準(zhǔn)確、快速和超靈敏的檢測，為臨床疾病診療及預(yù)后、病原檢測和環(huán)境監(jiān)測等提供有力的工具。研究內(nèi)容分為兩部分:
　　1.基于碳納米管/殼聚糖修飾玻碳電極的親和型電化學(xué)免疫傳感器檢測血管緊張素Ⅱ
　　AngⅡ在RAS系統(tǒng)中起著非常重要的作用。同時，在體液平衡、電解質(zhì)內(nèi)穩(wěn)態(tài)以及血壓的調(diào)控中起到一定

3、的作用。AngⅡ結(jié)合AT1R形成復(fù)合體，在細(xì)胞增殖、機體炎癥以及癌癥等中發(fā)揮重要的作用。目前，用于血管緊張素Ⅱ的檢測方法有表位免疫測定、放射免疫測定法和高效液相色譜測定法等，這些方法被廣泛的應(yīng)用，但存在著耗時久、操作繁瑣、成本高等缺點，同時這些方法需要相對專業(yè)的設(shè)備和技術(shù)人員。因此，發(fā)展一種簡單、快速且廉價的方法檢測血管緊張素Ⅱ，是非常有意義的。
　　本研究基于單壁碳納米管/殼聚糖復(fù)合物修飾電極發(fā)展了一種親和型電化學(xué)免疫傳感器用于

4、競爭性檢測AngⅡ。首先，將血管緊張素Ⅱ共價結(jié)合在功能化的電極表面，固定抗原與靶物質(zhì)血管緊張素Ⅱ競爭性結(jié)合其抗體。競爭結(jié)合后，ST-AP被捕獲到電極表面，用于催化底物α-NP產(chǎn)生信號。采用CV和EIS等電化學(xué)方法對電極表面自組裝過程進(jìn)行表征分析。在最優(yōu)的實驗條件下，組裝的電化學(xué)免疫傳感器對AngⅡ產(chǎn)生特異性響應(yīng)電流信號，在0.05～10μg/mL濃度范圍內(nèi)表現(xiàn)出良好的線性比例關(guān)系，其最低檢測限(LOD)為0.03μg/mL。該免疫傳感器

5、表現(xiàn)出較高的特異性和較好的重復(fù)性，并用于血清中AngⅡ的檢測分析。本研究首次構(gòu)建用于檢測血管緊張素Ⅱ的免疫傳感器，為未來臨床診斷中血管緊張素Ⅱ的檢測提供了一種潛在的分析方法。
　　2.基于分子燈塔介導(dǎo)的循環(huán)鏈置換和滾環(huán)擴增的超靈敏親和型電化學(xué)DNA生物傳感器
　　實現(xiàn)對特異序列DNA的超靈敏和高選擇性檢測，對于臨床診斷與治療、病原菌的檢測和環(huán)境監(jiān)測具有重要的作用。基于分子燈塔介導(dǎo)的循環(huán)鏈置換反應(yīng)、滾環(huán)擴增、生物素-親和素系統(tǒng)

6、等多重級聯(lián)信號放大策略，一種新穎的超靈敏檢測靶DNA的親和型電化學(xué)生物傳感策略被發(fā)展。在該方法中，靶DNA與固定在金電極表面的分子燈塔進(jìn)行特異性的結(jié)合，觸發(fā)CISDA，從而產(chǎn)生大量生物素標(biāo)記的DNA。進(jìn)而，通過生物素-親和素系統(tǒng)，引入滾環(huán)擴增體系，產(chǎn)生大量可以結(jié)合檢測探針的重復(fù)DNA片段。當(dāng)加入ST-AP時，發(fā)生催化反應(yīng)，獲得超靈敏的電化學(xué)DPV信號。該方法表現(xiàn)出較好的選擇性和較高的靈敏度，線性范圍較寬(1 fM～100 pM)，其最低