電化學分析技術的超高靈敏度、超快響應速度及寬泛的檢測范圍的特點使其成為如今廣受關注的分析技術之一。但是要想實現直接應用于實際復雜生物體系中,仍存在著很大的挑戰(zhàn)。本論文以新型的抗污染材料為基礎,通過不同的方法成功構建出不同的電化學生物傳感器,并利用各種表征手段系統(tǒng)地研究了傳感器界面的抗污染性能。最后通過電化學分析方法對各種低污染生物傳感器對肺部疾病的分析檢測能力進行了探索。本論文的主要研究內容概括如下:（1）利用NH₂-MIL-53（Al）大孔徑及超大比表面的特性,通過物理吸附將小分子G4聯(lián)體（G4-Hemin）嵌入,從而構建出新型的金屬有機框架（MOF）酶（G4-Hemin@MOF）。然后在H₂O₂存在下詳細研究了其催化TMB的反應的活性和穩(wěn)定性。結果表明這種新酶的活性明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的Hemin或G4-Hemin,甚至比Hemin@MOF更強（G4-Hemin@MOF>G4-Hemin>Hemin@MOF>Hemin）。并且其穩(wěn)定性良好,八天之后,其催化性能也僅只有13.8%的下降�；谠撁负途垡蚁﹣啺罚�... 

【文章來源】：青島科技大學山東省

【文章頁數】：87 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

基于工作電極、參比電極和輔助電極構成的電化學的生物傳感器設備的示意圖

負電荷增加，因此電極界面?zhèn)鬏斨甘緞╇娮觽鬟f速度有一定的改變，使得相應生物的交流阻抗或者電流會發(fā)生相對應的變化,因此可以通過阻抗和電流等方來法構建電化學DNA生物傳感器。例如，2016年，Wang等人[41]，如圖1-2所示，采用金納米顆粒修飾的多壁碳納米管還原的氧化石墨烯納米帶來固定探針單鏈DNA，當靶標DNA通過雜交反應被固定修飾在電極表面上時，由于形成的雙鏈DNA抑制了[Fe(CN)6]3-/4-在界面的電子轉移過程，所以導致阻抗信號顯示出增長的趨勢，從而實現具有高靈敏性(3.3×10-17M)，高選擇性的檢測靶標DNA。圖1-2.電化學阻抗DNA生物傳感器制造的示意圖以及靶DNA檢測的原理。Figure1-2SchematicoftheelectrochemicalimpedimetricDNAbiosensorfabricationandprinciplefortargetDNAdetection.另外，由于鳥嘌呤（G）是很容易發(fā)生電化學氧化反應，并且在發(fā)現內在鳥嘌呤氧化信號之后[42]，已經進行了核酸的直接伏安法測量以監(jiān)測DNA/RNA/PNA雜交。監(jiān)測與鳥嘌呤相關的特定陽極峰的變化可提供有關傳感器表面上的DNA是單鏈還是雙鏈的信息[43]。圖1-3[44]是鳥嘌呤氧化信號構建的DNA生物傳感器

青島科技大學碩士研究生學位論文5有關的原理圖。圖1-3基于鳥嘌呤信號的策略無標記地檢測與流感病毒DNA相關的雜交的方法1.―是/否‖檢測方法和2.―信號減少‖方法探針DNA包含肌苷堿基而不是鳥嘌呤，而目標DNA包含鳥嘌呤堿基。Figure1-3Schematicofthelabel-freedetectionofhybridizationrelatedtoInfluenzavirusDNAsbyusingguaninesignal-basedstrategies1.―YES/NOdetectionmethodologyand2.SIGNALDECREASE‘method.ProbeDNAcontainsinosinebaseinsteadofguanineandtargetDNAcontainsguaninebase.（2）基于引入電化學活性物質的檢測一般引入DNA中電化學活性的小分子物質有兩種方法，一種是通過嵌入，另一種是通過直接的修飾。嵌入式，在理論中通過引入電化學活性的小分子物質（嵌入劑）,它們能選擇性地與電極表面的雙鏈DNA結合。換一種說法就是將完成雜交反應后的電極孵育在含有嵌入劑的溶液進行一段時間,或是在DNA雜交反應之前,先加入一種電化學活性分子然后再進行雜交反應,通過前后電化學檢測到的信號改變值與在界面上形成的雙鏈DNA成某種線性關系,因此能夠檢測溶液中靶標DNA序列的濃度。我們常見的嵌入劑有一些抗腫瘤藥物和小分子染料等。例如，Heydarzadeh等人[45]，開發(fā)了一種基于用多壁碳納米管（MWCNT）-殼聚糖（CHIT）納米復合材料和金納米顆粒（AuNPs）薄膜改性的電極界面，用于固定是基于DNA探針并以亞甲基藍（MB）為指示劑進行雜交檢測。由于MB對單鏈和雙鏈DNA具有各種親和力。顯示了DNA雜交前后有著不同DPV電化學信號，如圖1-4所示。


本文編號：3272543