化學(xué)發(fā)光功能化納米材料在新型生物傳感器中的應(yīng)用.pdf

1、論文首先綜述了化學(xué)發(fā)光、化學(xué)發(fā)光生物分析以及發(fā)光功能化納米材料在生物分析中的應(yīng)用的研究現(xiàn)狀。近年來(lái)，一系列固載和富集發(fā)光試劑的化學(xué)發(fā)光功能化納米材料被制備出來(lái)，該材料具有很好的信號(hào)放大作用，已成為化學(xué)發(fā)光生物分析發(fā)展的新趨勢(shì)。我們實(shí)驗(yàn)室前期的研究工作中，發(fā)展了一系列新的合成方法，制備了一批新型的發(fā)光功能化納米材料，包括魯米諾及其類似物功能化的納米金、魯米諾功能化納米銀、魯米諾功能化納米銀/氧化石墨烯和魯米諾衍生物及血紅素雙功能化石墨烯等

2、。這些發(fā)光功能化納米材料為核酸分析和免疫分析提供了理想的具有放大功能的信號(hào)探針，能夠有效提高傳感器的靈敏度。基于此，本論文圍繞著發(fā)光功能化納米材料在化學(xué)發(fā)光生物傳感器中的應(yīng)用這一研究主題，開(kāi)展了一系列研究工作。基于N-(4-氨基丁基)-N-乙基異魯米諾功能化的納米金，構(gòu)建了一個(gè)三明治結(jié)構(gòu)DNA傳感器用于結(jié)核病(MTB)的檢測(cè)和一個(gè)無(wú)標(biāo)記適配體傳感器用于凝血酶的檢測(cè);基于魯米諾功能化納米銀，構(gòu)建了一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)性的免疫分析傳感器用于小分子抗生素

3、氯霉素的檢測(cè);基于魯米諾功能化納米銀/氧化石墨烯復(fù)合材料和ABEI血紅素雙功能化石墨烯復(fù)合材料構(gòu)建了無(wú)標(biāo)記適配體傳感器用于2，4，6-三硝基甲苯(TNT)的檢測(cè)。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1.利用N-(4-氨基丁基)-N-乙基異魯米諾功能化納米金作為標(biāo)記物構(gòu)建了一個(gè)有效的DNA傳感器用于MTB的特異DNA序列的檢測(cè)。生物素化的DNA捕獲探針通過(guò)電極表面修飾的鏈霉親和素包被的納米金直接固載到電極上，目標(biāo)DNA和N-(4-氨基丁基)-N

4、-乙基異魯米諾功能化納米金標(biāo)記的DNA序列隨后通過(guò)DNA特異性雜交反應(yīng)連接在電極表面形成三明治結(jié)構(gòu)的DNA傳感器。該DNA傳感器在含有1.75×103 mol/L H2O2的CBS緩沖中施加雙脈沖電壓能得到很好的電致化學(xué)發(fā)光信號(hào)。該方法能檢測(cè)到1.0×10-15-1.0×10-12 mol/L范圍內(nèi)的MTB的特異DNA序列，檢測(cè)限低至3.3×10-16 mol/L，優(yōu)于之前報(bào)道的無(wú)需PCR放大的MTB分析方法。在實(shí)際樣品血清樣中，該方法

5、對(duì)于檢測(cè)MTB的特異DNA序列也有很好的測(cè)定能力。該傳感器簡(jiǎn)單，快速，可靠。因?yàn)镹-(4-氨基丁基)-N-乙基異魯米諾功能化納米金的信號(hào)放大作用，簡(jiǎn)單的標(biāo)記過(guò)程和傳感器的構(gòu)建過(guò)程簡(jiǎn)單，使得該方法在靈敏度和成本方面有很大的優(yōu)勢(shì)。該方法在臨床上快速測(cè)定MTB具有巨大的應(yīng)用前景。
　　2.基于魯米諾功能化納米銀作為納米標(biāo)記物我們首次開(kāi)發(fā)了一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)的免疫分析傳感器用于小分子氯霉素的靈敏檢測(cè)。在1.0×10-8-1.0×10-6 g/mL范

6、圍內(nèi)可以根據(jù)發(fā)光強(qiáng)度測(cè)定氯霉素含量，檢測(cè)限低至7.6×10-9 g/mL。標(biāo)記過(guò)程簡(jiǎn)單快速，優(yōu)于所有文獻(xiàn)報(bào)道的標(biāo)記方法。由于小分子的標(biāo)記是非常困難的工作，此項(xiàng)工作提供了一種新穎而有效的氯霉素標(biāo)記策略。該免疫分析方法簡(jiǎn)單、快捷、有效、靈敏度和選擇性好，且簡(jiǎn)捷不需要復(fù)雜的儀器設(shè)備，使之很有希望用于實(shí)際樣品中氯霉素的快速檢測(cè)。
　　3.基于適配體，凝血酶和N-(4-氨基丁基)-N-乙基異魯米諾功能化納米金的動(dòng)態(tài)組裝構(gòu)建了一個(gè)電致化學(xué)發(fā)光

7、生物分析方法用于凝血酶的檢測(cè)。所提出電致化學(xué)發(fā)光生物分析方法靈敏、特異、簡(jiǎn)便、快捷。該方法在1.0×10-12-1.0×10-9 mol/L較寬的范圍內(nèi)具有線性關(guān)系，檢測(cè)限為3.8×10-13 mol/L，優(yōu)于大多數(shù)文獻(xiàn)報(bào)道的基于適配體的無(wú)標(biāo)記生物分析方法。另外，在動(dòng)態(tài)組裝過(guò)程中基質(zhì)中的干擾物質(zhì)可以通過(guò)簡(jiǎn)單的清洗電極很容易地從檢測(cè)系統(tǒng)分離。因此，該方法具有較高的靈敏度和很小的基體效應(yīng)，因?yàn)榛|(zhì)中的很多物質(zhì)可增強(qiáng)和抑制魯米諾和類似物的發(fā)光

8、導(dǎo)致干擾。該方法已成功地應(yīng)用于實(shí)際人血清樣品中凝血酶的檢測(cè)。這項(xiàng)工作為設(shè)計(jì)基于適配體檢測(cè)重要生物分子提供了一個(gè)新的思路。在原理上，使用相應(yīng)的適配體，本章提出的分析方法也適用于其它重要生物分子的測(cè)定。
　　4.基于兩種新型的功能化石墨烯復(fù)合材料和適配體構(gòu)建了一種無(wú)標(biāo)記的電致化學(xué)發(fā)光適配體傳感器用于TNT的檢測(cè)。該傳感器在1.0×10-12-1.0×10-9 g/mL較寬的范圍內(nèi)具有良好的線性，檢測(cè)限低至6.3×10-13 g/mL，