細(xì)胞和分子傳感器及其在海洋生物毒素檢測(cè)中的應(yīng)用研究.pdf

1、海洋生物毒素是一類由赤潮藻產(chǎn)生的小分子化合物，通過貝類濾食后進(jìn)入貝肉體內(nèi)并且完成生物富集。一旦人們誤食了被毒素污染的貝肉，就會(huì)引起中毒，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致死亡。近年來，隨著環(huán)境污染的加劇，由于誤食被污染的貝類而引起的人類死亡事件也常有報(bào)道。目前用來檢測(cè)海洋毒素的方法主要有小鼠生物法(MBA)、酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)、高效液相色譜法(HPLC)和液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法(LC-MS/MS)等。然而，這些方法在實(shí)際應(yīng)用中都有一定的局限性，例如

2、重復(fù)性差、設(shè)備昂貴以及涉及動(dòng)物倫理等問題。作為一門新興的檢測(cè)技術(shù)，生物傳感器是一種以細(xì)胞分子等生物材料為敏感元件，結(jié)合了物理化學(xué)等二級(jí)傳感器來實(shí)現(xiàn)對(duì)于各種物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)的分析系統(tǒng)。由于其具有操作簡(jiǎn)單、分析速度快、靈敏度高、小型化和容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，生物傳感器在細(xì)胞生理、藥物篩選以及食物檢測(cè)等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。
　　本論文基于細(xì)胞分子水平上檢測(cè)海洋毒素的機(jī)理不同，結(jié)合了特定類型的二級(jí)傳感器與檢測(cè)系統(tǒng)，分別從細(xì)胞、抗體和適配體三

3、個(gè)方面分別研究了生物傳感器在海洋毒素檢測(cè)中的應(yīng)用潛力。
　　本論文的主要的創(chuàng)新點(diǎn)工作包括:
　　1.提出了一種基于細(xì)胞阻抗傳感器的用于檢測(cè)貝類腹瀉性毒素的新方法
　　構(gòu)建了一種基于人類細(xì)胞株的細(xì)胞阻抗傳感器，并將其應(yīng)用到腹瀉性毒素的檢測(cè)中。當(dāng)毒素濃度在10-100μg/L的范圍內(nèi)，該傳感器檢測(cè)到的細(xì)胞阻抗值與毒素的濃度呈良好的線性關(guān)系。并且通過檢測(cè)其他毒素與貝肉基質(zhì)的干擾實(shí)驗(yàn)，可以證明該方法具有很好的特異性與重復(fù)性，且

4、與小鼠生物法有著很好的相關(guān)性。說明該方法對(duì)于貝肉中腹瀉性毒素的檢測(cè)方面具有很好的應(yīng)用潛力。
　　2.提出了一種基于神經(jīng)瘤細(xì)胞的阻抗傳感器的麻痹性毒素檢測(cè)的改進(jìn)方法
　　基于麻痹性毒素能夠特異性結(jié)合細(xì)胞膜上鈉離子通道的特性，建立了一種新的基于小鼠神經(jīng)瘤細(xì)胞的阻抗傳感器檢測(cè)麻痹性毒素的方法。采用了細(xì)胞鈉離子通道激活劑的藜蘆定和鈉鉀泵抑制劑的烏本苷共同作用小鼠神經(jīng)瘤細(xì)胞，細(xì)胞會(huì)因?yàn)殁c離子持續(xù)性內(nèi)流而引起死亡，但是麻痹性毒素可以通過

5、阻礙鈉離子內(nèi)流來延緩藜蘆定和烏本苷引起的細(xì)胞死亡。當(dāng)麻痹性毒素的代表性毒素石房蛤毒素(Saxitoxin，STX)濃度在0.1-1000nM的范圍內(nèi)，細(xì)胞的相對(duì)存活率與STX濃度的對(duì)數(shù)呈良好的線性關(guān)系。且該方法具有很好的特異性與靈敏度，可以用于麻痹性毒素的實(shí)際樣品檢測(cè)。
　　3.提出了一種基于納米金修飾的聲表面波免疫傳感器，實(shí)現(xiàn)了大田軟海綿酸(OA)的特異性檢測(cè)
　　由于OA的分子量很小，因此本章采用免疫競(jìng)爭(zhēng)分析法來檢測(cè)貝肉

6、中OA的含量。納米金標(biāo)記的二抗能夠放大傳感器的檢測(cè)信號(hào)，且傳感器檢測(cè)信號(hào)與OA濃度在10-150ng/mL之間有著很好的線性關(guān)系，檢測(cè)限為5.45ng/mL。并且通過與ELISA方法的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，說明該方法具有很好的特異性和準(zhǔn)確性，且能夠用于貝肉實(shí)際樣品中OA的特異性檢測(cè)。
　　4.設(shè)計(jì)了一種基于核酸適配體的聲表面波傳感器用于OA的高靈敏檢測(cè)
　　基于核酸適配體能夠特異性結(jié)合OA分子以及DNA雙鏈互補(bǔ)雜交的特性，設(shè)計(jì)一種基于核