基于納米二維材料的適配體傳感器在重金屬離子檢測和癌癥標志物檢測的應用研究
發(fā)布時間:2020-03-21 12:42
【摘要】:核酸適配體是利用體外指數(shù)富集的配基系統(tǒng)進化技術合成的一段單鏈DNA或者RNA核苷酸。核酸適配體特殊的三維結構,分子間氫鍵,靜電作用和范德華力使它對目標識別物具有很強的特異性和很高的親和性。電化學生物傳感技術具有靈敏度高,樣品用量少,快速簡單等優(yōu)點,在環(huán)境監(jiān)測領域和生物醫(yī)學領域有著廣泛的應用。本文中,我們在納米材料和核酸適配體基礎上,構建了兩種電化學生物傳感器。(1)構建了石墨烯氮化碳/鎘離子/適配體傳感器(GCN/Cd2+/Aptasensor)。電化學檢測是環(huán)境領域重要的監(jiān)測手段之一,本部分工作我們采用鎘離子核酸適配體偶聯(lián)石墨烯氮化碳復合材料,在此基礎上構建了石墨烯氮化碳/鎘離子/適配體傳感器(GCN/Cd2+/Aptasensor)來檢測水中的鎘離子。石墨烯氮化碳復合材料經(jīng)過紅外光譜,X射線衍射,掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡表征,結果表明石墨烯氮化碳復合材料不僅具有氮化碳特有的孔穴和缺陷結構,而且復合材料中的還原氧化石墨烯提高了材料的導電性,因此以核酸適配體耦合此復合材料構建的電化學傳感器,可用于鎘離子寬線性檢測范圍、高靈敏度、高特異性的檢測(1 nM-1μM,LOD=0.337nM)。(2)構建了石墨烯金納米粒子/甲胎蛋白/適配體傳感器(Gr-AuNPs/AFP/Aptasensor)。體外癌癥標志物的檢測是生物醫(yī)學領域的重要方面,本部分工作構建了石墨烯金納米粒子/甲胎蛋白/適配體傳感器(Gr-AuNPs/AFP/Aptasensor)用于肝癌患者早期診斷。首先合成石墨烯金納米粒子復合材料,利用紫外光譜和透射電子顯微鏡對石墨烯金納米粒子復合材料進行表征,結果表明石墨烯金納米粒子均勻沉積在還原氧化石墨烯基底上,然后通過金硫鍵間很強的吸附作用將一端有巰基修飾的甲胎蛋白適配體連接到復合材料上,采用電化學阻抗譜檢測甲胎蛋白。以核酸適配體耦合此復合材料構建的電化學傳感器,可用于甲胎蛋白的寬線性檢測范圍、高靈敏度、高特異性的檢測(1.5 fg/ml-15 μg/ml,LOD=0.849 fg/ml)。綜上所述,本文中我們成功構建了 GCN/Cd2+/Aptasensor和Gr-AuNPs/AFP/Aptasensor兩種傳感器。為環(huán)境中重金屬污染物檢測和肝癌早期診斷提供了新的實驗手段和思路。
【圖文】:
測和比色檢測是應用最廣泛的兩種檢測技術。熒光檢測中,將適配體一端標記上逡逑熒光染料,用于熒光信號的實時檢測。目標物結合適配體之后會導致莖環(huán)結構的逡逑破壞,將熒光基團和熒光淬滅基團分開,出現(xiàn)熒光信號,,如圖1.2A所示。另一種逡逑熒光檢測方法是將適配體與互補鏈結合,互補鏈上標記上熒光染料與熒光淬滅分逡逑子,當沒有目標物時,熒光淬滅。當適配體與目標分子結合后,熒光淬滅基團從逡逑鏈上掉落下來,原熒光分子就會釋放出信號,從而進行檢測,如圖1.2B所示||2]。逡逑除了熒光染料,碳量子點也被作為熒光信號用于藥物釋放研究。還有構建如圖1.2C逡逑所示的激發(fā)熒光信號的檢測模型[13】。金納米粒子(AuNPs)經(jīng)常被用于比色檢測,逡逑以建立更簡單和便攜的傳感器[14】。單鏈DNA容易粘附在金納米粒子周圍,以阻止逡逑金納米粒子的團聚,溶液顯示紅色,當DNA與其他物質(zhì)結合時,它就不再能保護逡逑金納米粒子
圖2.2邋APT2-GCN(?
【學位授予單位】:北京交通大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2018
【分類號】:R318.08
本文編號:2593346
【圖文】:
測和比色檢測是應用最廣泛的兩種檢測技術。熒光檢測中,將適配體一端標記上逡逑熒光染料,用于熒光信號的實時檢測。目標物結合適配體之后會導致莖環(huán)結構的逡逑破壞,將熒光基團和熒光淬滅基團分開,出現(xiàn)熒光信號,,如圖1.2A所示。另一種逡逑熒光檢測方法是將適配體與互補鏈結合,互補鏈上標記上熒光染料與熒光淬滅分逡逑子,當沒有目標物時,熒光淬滅。當適配體與目標分子結合后,熒光淬滅基團從逡逑鏈上掉落下來,原熒光分子就會釋放出信號,從而進行檢測,如圖1.2B所示||2]。逡逑除了熒光染料,碳量子點也被作為熒光信號用于藥物釋放研究。還有構建如圖1.2C逡逑所示的激發(fā)熒光信號的檢測模型[13】。金納米粒子(AuNPs)經(jīng)常被用于比色檢測,逡逑以建立更簡單和便攜的傳感器[14】。單鏈DNA容易粘附在金納米粒子周圍,以阻止逡逑金納米粒子的團聚,溶液顯示紅色,當DNA與其他物質(zhì)結合時,它就不再能保護逡逑金納米粒子
圖2.2邋APT2-GCN(?
【學位授予單位】:北京交通大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2018
【分類號】:R318.08
【參考文獻】
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本文編號:2593346
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