【摘要】：對(duì)于生物分子的檢測(cè)一直以來(lái)都是生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的一項(xiàng)重要課題。金屬卟啉是一種共軛有機(jī)金屬配合物,它能夠模擬很多種酶的活性中心,在催化研究領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。本文通過(guò)結(jié)合點(diǎn)擊化學(xué)技術(shù),使用卟啉類化合物催化了原子自由基聚合(ATRP)反應(yīng)進(jìn)行了電化學(xué)信號(hào)放大,并應(yīng)用于凝血酶蛋白分子的生物傳感。1.本實(shí)驗(yàn)中,首先使用兩段核酸適配體包夾凝血酶,將待測(cè)的凝血酶固定在金電極表面,再通過(guò)點(diǎn)擊化學(xué)的方法,被抗壞血酸還原為一價(jià)的銅離子催化了疊氮-炔基的環(huán)加成反應(yīng),即能將ATRP引發(fā)劑連接在核酸適配體末端。隨后,在體系中引入ATRP反應(yīng),使用了氯化鐵卟啉(Hemin)進(jìn)行催化,使得帶有二茂鐵的ATRP反應(yīng)單體聚合為長(zhǎng)鏈,進(jìn)行了信號(hào)放大,即可進(jìn)行對(duì)凝血酶的高靈敏度檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)表明,該反應(yīng)可對(duì)凝血酶進(jìn)行低至0.12 fM濃度的檢測(cè),與傳統(tǒng)凝血酶檢測(cè)方法相比提高了約三個(gè)數(shù)量級(jí)以上。2.本實(shí)驗(yàn)使用同樣的方法將凝血酶固定在金電極表面,通過(guò)電化學(xué)還原硫酸銅的方法得到了一價(jià)銅離子進(jìn)行點(diǎn)擊化學(xué)的催化,在ATRP反應(yīng)中使用了錳卟啉化合物進(jìn)行催化,構(gòu)建了更高靈敏度的凝血酶?jìng)鞲衅?檢測(cè)限和線性檢測(cè)范圍分別達(dá)到了 0.08 fM和10-14～10-9 M。同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化表明,該檢測(cè)過(guò)程操作簡(jiǎn)單,成本低,時(shí)間較短,在稀釋血清樣品中也能表現(xiàn)出很好的抗干擾能力,說(shuō)明這種檢測(cè)方法在生物分析、臨床診斷等領(lǐng)域具有很大的潛在應(yīng)用。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：R318
【圖文】：

，速、操作十分簡(jiǎn)便且檢測(cè)性能高。逡逑第一代酶生物傳感器使用酶與電極間的電子轉(zhuǎn)移介質(zhì)主要為氧氣或過(guò)氧化氫，產(chǎn)生逡逑電流大小和氧氣濃度呈一定比例關(guān)系，從而推出待測(cè)物濃度。它的不足主要是檢測(cè)環(huán)境逡逑的氣密性較難保證，氧氣作為氧化還原指示劑時(shí)需要較高的氧化還原電位（０．７Ｖ左右），逡逑而高電位易使某些雜質(zhì)顯示出催化作用來(lái)干擾實(shí)驗(yàn)［８］。逡逑為了不影響生物傳感器檢測(cè)的特異性，人們尋找了一些電活性的小分子作電子轉(zhuǎn)移逡逑介質(zhì)。電子轉(zhuǎn)移介質(zhì)能在低電位時(shí)把電子從酶活性中心傳遞到電極表面，促進(jìn)酶的氧化逡逑還原活性中心和電極間的電子耦合而產(chǎn)生響應(yīng)，從而引起電流的變化。這就是第二代酶逡逑生物傳感器。常用的電子轉(zhuǎn)移介質(zhì)包括了二茂鐵及其衍生物［９］，普魯士藍(lán)［１（）］，亞甲基藍(lán)逡逑［１１］，硫堇［１２］等。然而，電子轉(zhuǎn)移介質(zhì)傳遞電子的過(guò)程不是特異性的，酶與電極界面間的逡逑介體有擴(kuò)散屏障，這使得二者之間不能發(fā)生直接的電子轉(zhuǎn)移。逡逑第三代電化學(xué)酶?jìng)鞲衅髂壳白罹邇?yōu)勢(shì)，它可直接使得固定酶的活性中心與電極表面逡逑間的電子不通過(guò)電活性物質(zhì)的傳遞而發(fā)生迅速轉(zhuǎn)移，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程增加了電極的靈敏度逡逑及響應(yīng)速度。三代生物傳感器的示意圖如圖１．１［１３］。逡逑（Ａ）邐（Ｂ）邐（Ｃ）逡逑

解離常數(shù)甚至可以達(dá)到皮摩爾（ｐＭ）級(jí)［５７］。不同靶分子與適配體進(jìn)行特異逡逑性識(shí)別時(shí)，構(gòu)建模式主要有（ａ）包埋型，（ｂ）單位點(diǎn)結(jié)合型，（ｃ）雙位點(diǎn)結(jié)合型和（ｄ）逡逑復(fù)合夾心型［５８］，如圖１．４。小分子的分子量較小，因此核酸適配體可將其包埋在立體空逡逑間結(jié)構(gòu)內(nèi)（ａ）；大分子結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，核酸適配體可能會(huì)通過(guò)分子間作用力、氫鍵或堆疊逡逑等方式與其結(jié)合，并分為單個(gè)位點(diǎn)（ｂ）和雙位點(diǎn)（ｃ）的結(jié)合。雙位點(diǎn)結(jié)合發(fā)生時(shí)，會(huì)逡逑存在兩條適配體，通常一條作為捕獲探針固定于電極、納米粒子或芯片等載體表面，另逡逑一條一般與熒光材料或有電化學(xué)信號(hào)的材料等修飾基團(tuán)相連，作為帶信號(hào)的探針；還有逡逑一種引入抗體的結(jié)合方式，再將靶分子置于夾心中（ｄ），實(shí)現(xiàn)對(duì)靶物質(zhì)的測(cè)定。逡逑１．３．１核酸適配體在檢測(cè)蛋白質(zhì)中的應(yīng)用逡逑核酸適配體具有與靶物質(zhì)結(jié)合選擇性高、特異性強(qiáng)、篩選周期短、穩(wěn)定性強(qiáng)等等優(yōu)逡逑點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于生物傳感器研宄領(lǐng)域，特別是檢測(cè)蛋白質(zhì)方面。目前已開(kāi)發(fā)出多種逡逑７逡逑

的單體小分子，能夠形成含有上千個(gè)重復(fù)單元的高分子鏈，即通過(guò)高分子鏈的增長(zhǎng)把單逡逑個(gè)生物分子的識(shí)別過(guò)程放大幾千倍，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)生物檢測(cè)信號(hào)的高效放大，原理示意逡逑圖如圖１．６。通常的ＡＴＲＰ方法具有以下特點(diǎn)：在反應(yīng)初期時(shí)體系中的引發(fā)劑就應(yīng)該被逡逑消耗完并生成增長(zhǎng)的鏈，且每一步參與反應(yīng)的單體數(shù)很小，鏈轉(zhuǎn)移和鏈終止的反應(yīng)在整逡逑個(gè)反應(yīng)體系中是可以被忽略的。逡逑９逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 林洪;;線性掃描伏安法在電化學(xué)研究中的應(yīng)用[J];玉溪師范學(xué)院學(xué)報(bào);2008年04期

2 謝海燕;陳薛釵;鄧玉林;;核酸適配體及其在化學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)應(yīng)用[J];化學(xué)進(jìn)展;2007年06期

3 何為,唐先忠,王守緒,王磊;線性掃描伏安法與循環(huán)伏安法實(shí)驗(yàn)技術(shù)[J];實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù);2005年S1期

4 劉婭,韓新年;天然補(bǔ)鐵劑—血紅素鐵的研究進(jìn)展[J];中國(guó)食品添加劑;2005年04期

5 梅光泉,田亞平,方允中,羅勤慧;若干錳(Ⅱ)配合物的合成及其清除活性氧效能的研究[J];無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào);2002年04期

6 楊曉云,莫金垣,詹淳;現(xiàn)代方波伏安法[J];分析測(cè)試學(xué)報(bào);1998年03期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 趙嘉靜;核酸適配體分子識(shí)別機(jī)制及復(fù)雜環(huán)境下G-四鏈體的構(gòu)象研究[D];中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所);2017年

2 湯斌;紫外—可見(jiàn)光譜水質(zhì)檢測(cè)多參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];重慶大學(xué);2014年

3 鐘霞;幾種復(fù)合納米材料的合成及其在葡萄糖生物傳感器中的應(yīng)用研究[D];西南大學(xué);2013年

4 曹淑瑞;納米復(fù)合材料固載生物氧化酶構(gòu)建高靈敏電流型酶生物傳感器的研究[D];西南大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 鄒敏;基于金納米顆粒功能化二硫化鉬納米復(fù)合材料電化學(xué)生物傳感器的構(gòu)建及其應(yīng)用[D];南京郵電大學(xué);2016年

2 王威;基于納米粒子和DNA酶的電化學(xué)生物傳感器檢測(cè)凝血酶和microRNAs[D];青島科技大學(xué);2016年

3 劉澍;基于紫外—可見(jiàn)吸收光譜的供水管網(wǎng)水質(zhì)在線異常檢測(cè)方法研究[D];浙江大學(xué);2015年

4 趙曉偉;基于紫外可見(jiàn)吸收光譜的水質(zhì)色度測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)與COD測(cè)試方法的研究[D];中國(guó)計(jì)量學(xué)院;2013年

5 徐良基;微流體電泳芯片紫外/可見(jiàn)吸收檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建及應(yīng)用研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所）;2004年

本文編號(hào)：2797203