利用光電化學傳感器檢測糖類及其與蛋白的相互作用.pdf

1、電化學傳感器和光致電化學傳感器是生物分析領域常用的兩種檢測方法，具有檢測靈敏度高、選擇性好、穩(wěn)定性高等優(yōu)點。同時在檢測過程中使用到的儀器也具有價格低廉、設備簡單、操作簡便等優(yōu)勢。本課題依據(jù)糖的識別作用與酶的催化作用，利用電化學方法和光致電化學方法對糖類及其與蛋白的相互作用進行了檢測。
　　(1)為了檢測糖與受體的相互作用，實驗首先以氨基甘露糖-伴刀豆凝集素A(ConA)為模型，利用電化學方法研究糖與凝集素的相互作用。首先利用電化學

2、聚合的方法在玻碳電極表面形成吲哚聚合物膜，構建電化學傳感界面。經(jīng)過共價鍵合作用，將氨基單糖固定在上述界面，建立特異性識別凝集素的電化學生物傳感器。通過比較加入凝集素前后電流的變化值(ΔI)實現(xiàn)對凝集素的定量檢測。電流強度隨著凝集素濃度的增加逐漸減小，在實驗最優(yōu)條件下，實現(xiàn)了對凝集素的靈敏檢測，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，對凝集素的檢測結果也比較理想，后續(xù)可利用該方法應用于研究糖類抗原與相關腫瘤標志物的檢測中，為臨床檢測提供理論依據(jù)。
　　(2)該體系設計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。實驗過程中對硫化銀量子點的合成過程進行了詳細討論，并將該量子點應用于葡萄糖的檢測，采用層層組裝技術將硫化銀量子點組裝到ITO-SnO2電極上，得到光敏性薄膜，再通過EDC/NHS將帶有羧基的硫化銀量子點和帶有氨基的葡萄糖氧化酶組裝到光敏性薄膜上。檢測過程中葡萄糖氧化酶對電解液中的葡萄糖有催化作用，消耗溶液中的溶解氧，導致光電流降低，實現(xiàn)了對葡萄糖的檢測。在最佳實驗條件下，光電流信號對0.1mmol·L-1～12.2mmol·L

5、-1濃度的葡萄糖呈現(xiàn)良好的線性關系(R2=0.9976)，線性方程:ΔI(nA)=29.305Cglucose+5.006(10-3mol·L-1)，葡萄糖的檢測限為3.24×10-5mol·L-1(3σ)。
　　(3)為了進一步證實該低毒的硫化銀量子點在生物樣品中的應用潛力，實驗設計將硫化銀量子點用于人類乳腺癌細胞(MCF-7)的檢測中，所設計傳感器具有較高的靈敏性和選擇性。首先將硫化銀量子點組裝到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和帶有氨基的3-氨基苯硼酸反應，將3-氨基苯硼酸組裝到光敏性薄膜上。由于癌細胞表面唾液酸的過量表達，硼酸基與唾液酸識別后，將癌細胞固定到電極表面，通過細胞對電子傳遞的阻礙作用，會導致光電流降低，實現(xiàn)對癌細胞檢測目的。最佳實驗條件下，光電流信號在300cells·mL-1～2000cells·mL-1成良好的線性關系(R2=0.9945)，線性方程:ΔI(nA)=0.277Ccell+