活性氧（ROS）是分子氧在生命機體內(nèi)氧化還原過程中產(chǎn)生的一類的物質(zhì),具有壽命短、濃度低、反應活性高的特點,其動態(tài)變化不僅能夠提供豐富的生理病理信息,還能夠成為疾病診斷和治療的突破口。然而,現(xiàn)有的細胞ROS監(jiān)控平臺存在制備復雜,效率低,生物相容性差的問題。本論文針對以上細胞ROS監(jiān)測和調(diào)控中存在的問題,以生物相容性優(yōu)異的有機小分子短肽和無機二氧化硅納米粒子作為載體,酶和血紅素作為催化分子,設計并構建了功能化的電化學傳感界面及具有酶活性的納米粒子,實現(xiàn)了細胞ROS的濃度監(jiān)測和調(diào)控。具體研究內(nèi)容如下:1、構建了基于自組裝肽基水凝膠的功能化平臺并用于細胞釋放H2O2的檢測。利用N-芴基甲氧基羰基-二苯丙氨酸（Fmoc-FF）的自組裝特性,構建了一個基于酶的電化學傳感平臺和細胞監(jiān)測界面。Fmoc-FF水凝膠有兩個功能。一方面能夠?qū)崿F(xiàn)在自組裝過程中對辣根過氧化物酶（HRP）分子的包埋,另一方面能夠作為細胞粘附的基底。固定于肽水凝膠中的HRP能夠保持其固有活性和穩(wěn)定性,并實現(xiàn)直接電子轉移。因此,構建了基于HRP的第三代電化學H2O2生物傳感器,并表現(xiàn)出良好的分析性能,包括18 nM的低檢測限,令人滿... 

【文章來源】：北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：145 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１納米酶雙向調(diào)控細胞內(nèi)ＲＯＳ［１＜）］??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｂｉ－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ?ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｉｎｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ?ＲＯＳ?ｂｙ?ｎａｎｏｚｙｍｅＩＩ０］??

?北京化工大學博士生論文???ＯＤＳ??Ａ?ＴＩＯｓｆＩＴＯ?Ｂ?ＴＫＶＩＴＯ?Ｃ?ＴＫＶＴＴＯ??圖１－２蛋白微陣列電極的表面修飾及細胞粘附示意圖［１８］??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｆｏｒ?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐｒｏｔｅｉｎ?ｍｉｃｒｏａｒｒａｙｓ??ａｎｄ?ｆｏｒ?ｇｕｉｄｅｄ?ｃｅｌｌ?ａｄｈｅｓｉｏｎ［ｌ８］??基于細胞色素ｃ的傳感器能夠可避免抗尿酸、壞血酸等物質(zhì)的干擾，能夠在低電位??下實現(xiàn)ＲＯＳ的檢測。但是，具有過氧化物酶特點的細胞色素ｃ能夠同時檢測Ｈ２０２和０廣，??對于在復雜生物體中的選擇性檢測帶來了極大的問題。眾所周知，超氧化物歧化酶??（ＳＯＤ）能夠催化０廣發(fā)生歧化反應，從而實現(xiàn)對０２‘＿的特異性檢測。因此，很多研宄??者將ＳＯＤ通過納米材料固定于電極表面，促進其直接電化學，實現(xiàn)對０廣的高效檢測??［２ｔ）］。多壁碳納米管和離子液體的復合物較早的就作為固定ＳＯＤ的基底，實現(xiàn)了來自肝??臟和白細胞釋放〇２’＿的檢測［２１］。為了提高傳感器的靈敏度，通過一步醇還原方法合成??的Ｐｔ－Ｐｄ／ＭＷＣＮＴｓ復合物被用來固定ＳＯＤ，其傳感器低的檢測限（０．７ＩｐＭ）能夠用來??監(jiān)測實際樣品中的〇廣［２２］。之后基于ＳＯＤ／多孔Ｐｔ－Ｐｄ的修飾電極由于其界面效應，使得??傳感器的靈敏度高達１２７０＾ＡｍＭ“ｃｍ—２，因此可以用來監(jiān)測細胞０廣的動力學情況［２３］。??以上所述的基于酶電化學生物傳感平臺的構建提供了選擇性監(jiān)測實際樣品中痕量??ＲＯＳ的可能性，對疾病的診斷非常重要。??１．３．２

究，例如復合氮摻雜石墨??稀量子點（ＮＧＱＤ）用于電化學還原Ｈ２０２的工作也已經(jīng)有報道（如圖ｌ－４ｂ）?［５２］。并??且該傳感器用于檢測人宮頸癌細胞釋放Ｈ２０２的結果也令人滿意。??ａ?（?ｌ?；?；?ｒＷｉ??ｍ＾ｓＭ?Ｌ＾ｊ?，?ｃｒｇｉ、Ｍｌ??Ｂｅａｎｅ＿?２?Ｉ?ｐｒ?生?Ｈｊｉ??ｗ－ｗ??（ｂ）?—?／飛運．．．．．．??變?Ｖ１?－??ｈ?武．?????ｊｒ??＊?／?Ｘｖ?＊?＊??〇?—?。?ｍ／??０?ＨｅＬ－Ｃｅ？ｓ?■■??圖１－４?（ａ）?ｒＧＯＱＤ／ＺｎＯ雜化納米纖維的合成路線和檢測細胞內(nèi)Ｈ２０２的圖意示［５１］。（ｂ）在氮??摻雜石墨烯量子點上原位生長無表面活性劑金納米粒子用于生物環(huán)境中Ｈ２〇２的電化學檢測［５２］??Ｆｉｇｕｒｅ?１－４?（ａ）?Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ?ｒｏｕｔｅ?ｏｆｒＧＯ?ＱＤｓ／ＺｎＯ?ｈｙｂｒｉｄ?ｎａｎｏｆｌｂｅｒｓ?ａｎｄ?ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ??ｔｈｅ?ｃｅｌｌ－ｂａｓｅｄ?ｉｎｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ?Ｈ２〇２?ｓｅｎｓｏｒｓ［５?丨］．（ｂ）?Ｉｎ?ｓｉｔｕ?ｇｒｏｗｔｈ?ｏｆ?ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ－ｆｒｅｅ?ｇｏｌｄ?ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ?ｏｎ??ｎｉｔｒｏｇｅｎ－?ｄｏｐｅｄ?ｇｒａｐｈｅｎｅ?ｑｕａｎｔｕｍ?ｄｏｔｓ?ｆｏｒ?ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｈｙｄｒｏｇｅｎ?ｐｅｒｏｘｉｄｅ?ｉｎ?ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ??？?ｒ５２ｌ??ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ??除了上述碳材料之外，其他碳材料如中孔碳納米復合材料也己應用于Ｈ２ｏ２電化??學生物傳

【參考文獻】：
期刊論文
[1]納米酶及其細胞活性氧調(diào)控[J]. 董海姣,張弛,范瑤瑤,張薇,顧寧,張宇.  生物化學與生物物理進展. 2018(02)



本文編號：3265388