基于金納米簇和電活性氨基酸的電化學(xué)傳感器.pdf

1、電化學(xué)傳感器具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、靈敏度高、攜帶方便、易于微型化和自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。本論文發(fā)展了基于酶-金納米簇和電活性氨基酸材料的電化學(xué)傳感器，并應(yīng)用于環(huán)境毒物以及癌癥診斷和轉(zhuǎn)移標(biāo)志物的檢測(cè)。
　?。?）發(fā)展了一種基于電活性酪氨酸檢測(cè)有機(jī)磷毒劑的電化學(xué)方法（第二章）。將有機(jī)磷毒劑敏感的電活性酪氨酸修飾于磁性顆粒表面制得 FeR3ROR4R@Tyrosine，利用酪氨酸被有機(jī)磷毒劑磷化后失去電活性的現(xiàn)象，借助磁性電極跟蹤酪氨酸結(jié)合有

2、機(jī)磷前后的電信號(hào)變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)血液中有機(jī)磷含量的高靈敏檢測(cè)。該FeR3ROR4R@Tyrosine綜合了磁性顆粒易于分離、酪氨酸的不可逆氧化、酪氨酸-有機(jī)磷結(jié)合物的高穩(wěn)定性等特點(diǎn)，所建立的檢測(cè)方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)血液中有機(jī)磷毒劑的簡(jiǎn)單、快速、特異的檢測(cè)，其檢測(cè)限可達(dá)0.016 nM。
　?。?）通過(guò)蛋白質(zhì)生物礦化技術(shù)制備了生物蛋白酶-金納米簇復(fù)合物，提出了一種借助金納米簇改善生物酶的催化活性的新途徑（第三章）。鑒于生物酶的催化活性位點(diǎn)常位于

3、其蛋白質(zhì)深部，本文將AuP3+P引入到常見(jiàn)酶蛋白的通道中，并通過(guò)酶表面或內(nèi)部還原性氨基酸原位還原Au3+形成金納米簇通道，以提高生物酶的催化活性。實(shí)驗(yàn)采用了比色法對(duì)三種常見(jiàn)酶活性及其反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了系統(tǒng)研究。結(jié)果表明，與相應(yīng)的生物酶比較，由此制得的酶-金納米簇不僅獲得了更高的催化活性，而且獲得了更高的反應(yīng)底物親和性。該方法為改善生物酶活性提供了新的思路，可望進(jìn)一步擴(kuò)展酶的催化應(yīng)用范圍。
　?。?）建立了一種超靈敏的“三明治”型電化

4、學(xué)傳感技術(shù)用于檢測(cè)血液中低含量的游離miRNAs（第四章）。采用堿性磷酸酶原位合成金納米簇制得堿性磷酸酶-金納米簇復(fù)合物，用以標(biāo)記DNA檢測(cè)探針，進(jìn)而通過(guò)與磁顆粒負(fù)載的DNA捕獲探針捕獲的目標(biāo)miRNA雜交，形成“三明治”型的核酸復(fù)合物，然后，引入DNA連接酶將與目標(biāo)鏈互補(bǔ)的兩個(gè)DNA探針連接，一方面，借助堿性磷酸酶-金納米簇中堿性磷酸酶催化水解磷酸化抗壞血酸得到還原性產(chǎn)物，另一方面，利用其中金納米簇催化銀沉積反應(yīng)以實(shí)現(xiàn)銀信號(hào)的放大，并

5、結(jié)合磁性電極對(duì)銀信號(hào)的輸出，建立了一種超靈敏檢測(cè)血中miRNAs的電化學(xué)傳感器。研究表明，DNA連接酶的使用，不僅提高了磁性電極表面DNA探針對(duì)大量銀沉積的承受能力，以最大限度地獲得了銀沉積放大信號(hào)，而且借助連接酶對(duì)匹配核酸序列的連接選擇性，使精確定量單堿基突變miRNA成為可能。由此建立的基于銀催化沉積的電化學(xué)傳感方法突破了短鏈miRNAs的檢測(cè)瓶頸，實(shí)現(xiàn)了血液中miRNA的超靈敏檢測(cè)（檢測(cè)限達(dá)到21.5 aM），可望用于癌癥的檢測(cè)診