利用光電化學(xué)傳感器檢測(cè)糖類及其與蛋白的相互作用.pdf

1、電化學(xué)傳感器和光致電化學(xué)傳感器是生物分析領(lǐng)域常用的兩種檢測(cè)方法，具有檢測(cè)靈敏度高、選擇性好、穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)在檢測(cè)過(guò)程中使用到的儀器也具有價(jià)格低廉、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)。本課題依據(jù)糖的識(shí)別作用與酶的催化作用，利用電化學(xué)方法和光致電化學(xué)方法對(duì)糖類及其與蛋白的相互作用進(jìn)行了檢測(cè)。
　　(1)為了檢測(cè)糖與受體的相互作用，實(shí)驗(yàn)首先以氨基甘露糖-伴刀豆凝集素A(ConA)為模型，利用電化學(xué)方法研究糖與凝集素的相互作用。首先利用電化學(xué)

2、聚合的方法在玻碳電極表面形成吲哚聚合物膜，構(gòu)建電化學(xué)傳感界面。經(jīng)過(guò)共價(jià)鍵合作用，將氨基單糖固定在上述界面，建立特異性識(shí)別凝集素的電化學(xué)生物傳感器。通過(guò)比較加入凝集素前后電流的變化值(ΔI)實(shí)現(xiàn)對(duì)凝集素的定量檢測(cè)。電流強(qiáng)度隨著凝集素濃度的增加逐漸減小，在實(shí)驗(yàn)最優(yōu)條件下，實(shí)現(xiàn)了對(duì)凝集素的靈敏檢測(cè)，伴刀豆凝集素A溶液的濃度在2.0×10-8mol·L-1～8.0×10-7mol·L-1范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系(R2=0.9974)，線性方程:

3、ΔI（μA）=0.172CConA+4.503(10-8mol·L-1)，伴刀豆凝集素A的檢測(cè)限為1.03×10-8mol·L-1(3σ)。該方法具有較好的選擇性和較高的靈敏度，對(duì)凝集素的檢測(cè)結(jié)果也比較理想，后續(xù)可利用該方法應(yīng)用于研究糖類抗原與相關(guān)腫瘤標(biāo)志物的檢測(cè)中，為臨床檢測(cè)提供理論依據(jù)。
　　(2)該體系設(shè)計(jì)了一種新型的光致電生物傳感器，利用低毒性的硫化銀量子點(diǎn)作為光電活性材料，從而代替了傳統(tǒng)的高毒性的PbS、CdSe、CdS

4、等量子點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)硫化銀量子點(diǎn)的合成過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)討論，并將該量子點(diǎn)應(yīng)用于葡萄糖的檢測(cè)，采用層層組裝技術(shù)將硫化銀量子點(diǎn)組裝到ITO-SnO2電極上，得到光敏性薄膜，再通過(guò)EDC/NHS將帶有羧基的硫化銀量子點(diǎn)和帶有氨基的葡萄糖氧化酶組裝到光敏性薄膜上。檢測(cè)過(guò)程中葡萄糖氧化酶對(duì)電解液中的葡萄糖有催化作用，消耗溶液中的溶解氧，導(dǎo)致光電流降低，實(shí)現(xiàn)了對(duì)葡萄糖的檢測(cè)。在最佳實(shí)驗(yàn)條件下，光電流信號(hào)對(duì)0.1mmol·L-1～12.2mmol·L

5、-1濃度的葡萄糖呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系(R2=0.9976)，線性方程:ΔI(nA)=29.305Cglucose+5.006(10-3mol·L-1)，葡萄糖的檢測(cè)限為3.24×10-5mol·L-1(3σ)。
　　(3)為了進(jìn)一步證實(shí)該低毒的硫化銀量子點(diǎn)在生物樣品中的應(yīng)用潛力，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)將硫化銀量子點(diǎn)用于人類乳腺癌細(xì)胞(MCF-7)的檢測(cè)中，所設(shè)計(jì)傳感器具有較高的靈敏性和選擇性。首先將硫化銀量子點(diǎn)組裝到ITO-SnO2電極上，得到光

6、敏性薄膜。再利用EDC/NHS將帶有羧基的硫化銀量子點(diǎn)和帶有氨基的3-氨基苯硼酸反應(yīng)，將3-氨基苯硼酸組裝到光敏性薄膜上。由于癌細(xì)胞表面唾液酸的過(guò)量表達(dá)，硼酸基與唾液酸識(shí)別后，將癌細(xì)胞固定到電極表面，通過(guò)細(xì)胞對(duì)電子傳遞的阻礙作用，會(huì)導(dǎo)致光電流降低，實(shí)現(xiàn)對(duì)癌細(xì)胞檢測(cè)目的。最佳實(shí)驗(yàn)條件下，光電流信號(hào)在300cells·mL-1～2000cells·mL-1成良好的線性關(guān)系(R2=0.9945)，線性方程:ΔI(nA)=0.277Ccell+