基于金屬納米材料的光學(xué)生物傳感技術(shù)用于酶活性的檢測(cè).pdf

1、最近幾年，隨著納米技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了各種各樣的納米材料，如金納米顆粒、量子點(diǎn)、磁性納米顆粒和金屬納米簇。由于它們獨(dú)特的物理、化學(xué)、力學(xué)、磁性和光學(xué)特性，所以被成功應(yīng)用于生物傳感器中。基于納米材料的生物傳感器是材料科學(xué)、分子工程學(xué)、化學(xué)和生物技術(shù)的綜合產(chǎn)物，它能極大地改善生物分子檢測(cè)的靈敏性和特異性，可應(yīng)用在許多方面，如生物分子識(shí)別、致病原診斷和環(huán)境監(jiān)測(cè)等。本文將金納米顆粒、銀納米簇和銅納米簇這些新穎的金屬納米材料與光學(xué)轉(zhuǎn)換器件結(jié)合，對(duì)地

2、衣芽孢桿菌蛋白酶、膽固醇和堿性磷酸酯酶進(jìn)行了靈敏的檢測(cè)。具體內(nèi)容包括:
　　 (1)基于金納米顆粒的凝集變色特性開發(fā)了一種簡(jiǎn)便、快速的比色方法用于地衣芽孢桿菌蛋白酶的檢測(cè)。在本文中，設(shè)計(jì)用于檢測(cè)地衣芽孢桿菌蛋白酶的多肽底物兩端含有半胱氨酸殘基，中間含有兩個(gè)能被目標(biāo)蛋白酶特異性識(shí)別的D-亮氨酸殘基。多肽底物兩端半胱氨酸殘基中的巰基可以與金納米顆粒通過金-硫鍵的作用結(jié)合起來(lái)，引起金納米顆粒的凝集，從而導(dǎo)致納米金溶液顏色由紅色變?yōu)樗{(lán)色

3、;在目標(biāo)蛋白酶地衣芽孢桿菌蛋白酶存在下，該蛋白酶通過識(shí)別D-亮氨酸殘基將多肽底物切斷，從而不會(huì)引起金納米顆粒的凝集，溶液顏色仍為紅色。該方法在0.1～5μg/mL地衣芽孢桿菌蛋白酶濃度范圍內(nèi)與A520/A600的吸光度比值呈線性關(guān)系，所得檢測(cè)下限為0.09μg/mL。與傳統(tǒng)的分析檢測(cè)方法相比，該方法具有簡(jiǎn)單、快速、選擇性高等優(yōu)點(diǎn)。
　　 (2)基于3'端帶有兩個(gè)G堿基的DNA鏈為模板合成的具有熒光的銀納米簇(G-DNA-Ag N

4、Cs)發(fā)展了一種新穎的熒光檢測(cè)方法用于酶解底物膽固醇的檢測(cè)。此方法中，膽固醇在膽固醇氧化酶的作用下與溶解的氧氣反應(yīng)生成H2O2，利用所產(chǎn)生的H2O2的量對(duì)G-DNA-Ag NCs熒光信號(hào)猝滅的多少來(lái)間接檢測(cè)膽固醇的含量。G-DNA-Ag NCs熒光信號(hào)的減少與膽固醇濃度的高低正相關(guān)，在線性檢測(cè)范圍為0.20～200μM時(shí)，此方法的檢測(cè)限為0.15μM。我們?cè)O(shè)計(jì)的這一方法操作簡(jiǎn)單，其選擇性很好。此外，這一方法對(duì)于能與氧化酶反應(yīng)產(chǎn)生H2O2

5、的其它底物提供了很好的平臺(tái)，這一平臺(tái)對(duì)于復(fù)雜生物學(xué)體系中氧化酶的檢測(cè)提供了可能性。
　　 (3)基于雙鏈DNA為模板合成了具有熒光的銅納米簇(Cu NCs)，發(fā)展了一種新穎的熒光無(wú)標(biāo)記信號(hào)增強(qiáng)型檢測(cè)堿性磷酸酯酶(ALP)活性的方法。該方法中，利用ALP的天然底物焦磷酸(PPi)與Cu2+之間的強(qiáng)烈相互作用，阻礙熒光Cu NCs的有效形成，從而導(dǎo)致熒光信號(hào)的降低。在目標(biāo)分析物ALP存在時(shí)，由于其對(duì)PPi的水解，妨礙了PPi和Cu2