基于氧化石墨烯-金屬納米粒子的新型生物傳感器研究.pdf

1、研究DNA及蛋白質(zhì)分子的高靈敏檢測(cè)技術(shù)一直以來(lái)是生命分析化學(xué)中的熱門(mén)課題，電化學(xué)方法具備操作簡(jiǎn)單、便攜、快捷且靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，在生物工程、醫(yī)學(xué)臨床、農(nóng)業(yè)分析方面具有重要指導(dǎo)意義。我們選擇具有良好的導(dǎo)電性的石墨烯，以經(jīng)過(guò)改性后具備良好的生物兼容性的石墨烯作為載體，通過(guò)在載體表面沉積金屬納米粒子的方式，構(gòu)建新型的電化學(xué)生物傳感器平臺(tái)。并利用DNA分子間堿基對(duì)互補(bǔ)配對(duì)的規(guī)律、適配體與蛋白質(zhì)等分子間特異性結(jié)合性質(zhì)，對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行快速、特異、高靈敏

2、檢測(cè)，具體內(nèi)容工作如下:
　　 1.基于氧化石墨烯/花簇狀鈀納米粒子增強(qiáng)的新型DNA生物傳感器
　　 將羧基化后的石墨烯（Graphene）修飾在玻碳電極表面，通過(guò)簡(jiǎn)單易控的電化學(xué)沉積法在石墨烯片層上附著花簇狀的Pd納米粒子，得到PdNPs/Graphene/GEC電極。通過(guò)EDC/NHS作為交聯(lián)劑將一端有氨基修飾的探針DNA鏈與石墨烯末端羧基耦合。探針與目標(biāo)DNA發(fā)生雜交后，以亞甲基藍(lán)(MB)作為標(biāo)記物，通過(guò)檢測(cè)其發(fā)生

3、還原反應(yīng)的電流響應(yīng)值，實(shí)現(xiàn)對(duì)特定序列DNA片段的識(shí)別和檢測(cè)。由于石墨烯材料具有良好的生物相容性和電子傳遞性能，且沉積了大表面積的花簇狀Pd納米粒子，傳感器具有較高檢測(cè)靈敏度，對(duì)DNA檢測(cè)限可達(dá)到1.56×10-13M。
　　 2.基于氧化石墨烯/金納米粒子放大電信號(hào)的二茂鐵標(biāo)記型溶菌酶適體傳感器
　　 設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)單的信號(hào)衰減型電化學(xué)適體傳感器用于定量檢測(cè)溶菌酶，以氧化石墨烯修飾的玻碳電極為基底，通過(guò)循環(huán)伏安法電沉積金納

4、米粒子得到AuNPs/GO/GCE。然后雙螺旋結(jié)構(gòu)的DNA以其中一根3'端修飾巰基的單鏈通過(guò)金硫鍵共價(jià)連接于電極上，同時(shí)另一根與前者部分雜交的適體探針鏈5'端標(biāo)記有二茂鐵甲酸。當(dāng)目標(biāo)物溶菌酶與適體探針鏈發(fā)生特異性結(jié)合，引起靠近電極表面的標(biāo)記物量相應(yīng)減少，通過(guò)示差脈沖伏安法檢測(cè)到二茂鐵甲酸還原峰電流相應(yīng)的改變，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)溶菌酶的識(shí)別及定量檢測(cè)。二茂鐵甲酸通過(guò)EDC/NHSS偶聯(lián)法固定于適體探針鏈5'端。結(jié)果表明，該傳感器體現(xiàn)出了較好的選擇

5、性和靈敏性，對(duì)于溶菌酶的檢測(cè)范圍為1.08×10-11-1.08×10-8 M，檢出限達(dá)到6.02×10-12 M。
　　 3.基于檢測(cè)溶菌酶和三磷酸腺苷的雙功能適體傳感器
　　 設(shè)計(jì)了一種雙功能適體傳感器用于平行檢測(cè)蛋白質(zhì)溶菌酶和小分子物質(zhì)三磷酸腺苷。溶菌酶和三磷酸腺苷的適體部分互補(bǔ)配對(duì)后，通過(guò)巰基固定在修飾有金納米粒子的玻碳電極上。選擇具有電化學(xué)活性的道諾霉素作為無(wú)標(biāo)記介體，通過(guò)嵌入到DNA雙鏈的鳥(niǎo)嘌呤和胞嘧啶之間。