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)計簡單、價格低廉、靈敏度高、攜帶方便、易于微型化和自動化等優(yōu)點。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。
　　（1）發(fā)展了一種基于電活性酪氨酸檢測有機磷毒劑的電化學(xué)方法（第二章）。將有機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、機磷前后的電信號變化，實現(xiàn)對血液中有機磷含量的高靈敏檢測。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-有機磷結(jié)合物的高穩(wěn)定性等特點，所建立的檢測方法實現(xiàn)了對血液中有機磷毒劑的簡單、快速、特異的檢測，其檢測限可達(dá)0.016 nM。
　?。?）通過蛋白質(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常位于

3、其蛋白質(zhì)深部，本文將AuP3+P引入到常見酶蛋白的通道中，并通過酶表面或內(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。實驗采用了比色法對三種常見酶活性及其反應(yīng)動力學(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檢測探針，進(jìn)而通過與磁顆粒負(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)鏈互補的兩個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)以實現(xiàn)銀信號的放大，并

5、結(jié)合磁性電極對銀信號的輸出，建立了一種超靈敏檢測血中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，而且借助連接酶對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的檢測瓶頸，實現(xiàn)了血液中miRNA的超靈敏檢測（檢測限達(dá)到21.5 aM），可望用于癌癥的檢測診