基于金納米材料介導電致化學發(fā)光的蛋白激酶檢測研究.pdf

1、作為一門新興的分析方法，近年來電致化學發(fā)光（ECL）受到了越來越多的關注，而新材料的開發(fā)在ECL發(fā)展過程中發(fā)揮了非常重要的作用。納米材料具有獨特的光電性能、比表面積大以及良好的生物相容性，已在ECL生物傳感領域得到廣泛應用。蛋白激酶調控的磷酸化作用與許多生命活動密切相關，而蛋白激酶的異常表達更會導致多種疾病及癌癥的發(fā)生，因此精確分析激酶活性及篩選相關激酶抑制劑對于疾病診斷和臨床治療具有十分重要的意義。本論文制備了多種納米材料，利用這些納

2、米材料的光電性質構建新型ECL生物傳感器，并用于檢測蛋白激酶活性以及篩選激酶抑制劑，主要分為以下三部分工作：
　　1.首先，介紹了電致化學發(fā)光的定義、特點以及發(fā)光試劑的分類，電化學發(fā)光作為一種與電化學技術有關的光學分析方法，兼具電化學分析和光學分析的特點。隨后，概述了金屬納米材料和碳氮化合物的結構和性質及其在電化學發(fā)光領域中的應用。最后，綜述了蛋白質磷酸化反應和蛋白激酶的作用，蛋白激酶作為參與細胞活動的重要激酶，其活性的異常將導致

3、多種疾病的發(fā)生，在激酶活性的眾多檢測方法中，基于納米材料的ECL分析方法具有獨特優(yōu)勢。
　　2.利用Au NCs對g-C3N4的ECL信號的增強效應，構建了一種免標記、高靈敏且操作簡單的新型生物傳感器用于檢測蛋白激酶A（PKA）的活性。首先將g-C3N4溶液滴涂于玻碳電極（GCE）表面并晾干，再滴涂一層殼聚糖（CS），在EDC和NHS作用下多肽與CS發(fā)生酰胺反應而偶聯(lián)到CS/g-C3N4/GCE上；在PKA和巰基三磷酸腺苷（ATP

4、-s）的作用下，多肽的絲氨酸位點發(fā)生磷酸化反應，從而將巰基磷酸根轉移到多肽/CS/g-C3N4/GCE上；進而通過Au-S作用將Au NCs捕獲于巰基磷酸化多肽修飾電極表面，使得g-C3N4的ECL信號大大增強。隨著PKA濃度的增加，捕獲到電極表面的Au NCs增多，對g-C3N4的ECL增強效應越顯著，g-C3N4的ECL增強程度與PKA濃度呈正相關，據(jù)此可實現(xiàn)對PKA活性的高靈敏和選擇性檢測。此外，比較了多肽鏈長度以及可發(fā)生磷酸化的

5、絲氨酸位置對g-C3N4的ECL強度的影響，結果表明，隨著多肽鏈長度的增加以及磷酸化位點距離電極表面距離的增加，Au NCs對g-C3N4的ECL增強效應減弱，可見Au NCs對g-C3N4的ECL增強效應與二者之間的距離有關。本方法構建的ECL傳感器還可用于對激酶抑制劑的篩選以及對MCF-7細胞溶解產物等復雜生物環(huán)境中PKA活性的靈敏檢測。
　　3.基于 g-C3N4和 Au NPs之間的共振能量轉移效應（RET）構建新型 EC

6、L生物傳感器并用于檢測PKA活性。以S2O82-為共反應劑時，g-C3N4修飾電極能夠產生強的陰極ECL信號；將多肽組裝到g-C3N4修飾電極表面，在PKA和ATP-s的作用下，多肽發(fā)生巰基磷酸化，進而通過Au-S鍵將Au NPs捕獲到多肽的巰基磷酸化位點上，拉近了Au NPs與g-C3N4之間的距離，且g-C3N4的ECL發(fā)射光譜和Au NPs的吸收光譜部分重疊，使得g-C3N4能夠將能量轉移給Au NPs， g-C3N4的ECL強度