基于DNA适配体芯片上电致化学发光生物传感器的制备及应用研究

基于DNA适配体芯片上电致化学发光生物传感器的制备及应用研究

论文摘要

适配体是经过SELEX技术筛选合成出来的单链DNA或者RNA短链。山于适配体具有制备方便、稳定性好、亲和力强,且能高效、特异性的结合各种生物目标分子,使其越来越受研究工作者的关注。近年来,DNA适配体已经成为临床、药物、食品、卫生及环境检测等领域的研究热点。量子点具有独特的小尺寸效应和荧光特性以及良好的生物兼容性,已被广泛的应用到各个领域。电致化学发光分析法(ECL)因不需要光源、背景干扰小、较高的灵敏度、较宽的线性范围以及良好的重现性和选择性,使其逐渐成为分析检测中的重要手段。这些技术的有效结合使得高灵敏度、高选择性,甚至在线、实时、活体检测等成为可能。本论文在上述基础上开展了以下研究工作:设计了一种新型、灵敏、简单、仅用一条适配体构建的ATP三明治夹心型电致化学发光生物传感器。首先在ITO电极上原位还原低表面密度的纳米金,然后再组装上适配体的一段断链。利用适配体两条断链天然构型之间的吸引来完成对目标分子的识别。体系的ECL信号随着ATP的浓度增加而增大。依此建立的方法的线性范围为0.2~100 nmol/L。检出限为0.02 nmol/L。方法具有高选择性和高灵敏度,适用于其它生物小分子。基于量子点芯片电致化学发光,构建了一种新型的DNA适配体生物传感器用于检测凝血酶。首先刻蚀芯片电极,然后在ITO电极上原位合成纳米金。然后通过巯基连接上凝血酶适配体,再通过温育固定上凝血酶目标物。而没有结合凝血酶的DNA适配体与5′-生物素标记的互补DNA低聚核苷酸(cDNA)杂交形成双链DNA低聚核苷酸结构,再结合亲和素标记的量子点。此传感器的电化学信号与凝血酶浓度成反比,依此建立了凝血酶的分析方法。方法具有选择性好、稳定性高和灵敏度高等特点。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 引言
  • 1.1 DNA适配体的概述
  • 1.1.1 DNA适配体的构成和基本特性
  • 1.1.2 适配体的体外筛选技术
  • 1.1.3 DNA的固定
  • 1.1.4 DNA适配体的应用
  • 1.1.4.1 光学适配体传感器
  • 1.1.4.2 电化学适配体传感器
  • 1.1.4.3 压电适配体传感器
  • 1.2 电致化学发光(ECL)
  • 1.2.1 电致化学发光概述
  • 1.2.2 量子点的电致化学发光
  • 1.2.2.1 量子点概述
  • 1.2.2.2 量子点电致化学发光
  • 1.3 微流控芯片
  • 1.3.1 微流控芯片概述
  • 1.3.2 微流控芯片的加工技术
  • 1.4 本论文的选题意义和主要内容
  • 第2章 基于单根DNA适配体构建ATP的三明治夹心型电致化学发光生物传感器
  • 2.1 前言
  • 2.2 实验部分
  • 2.2.1 试剂与仪器
  • 2.2.2 实验方法
  • 2.3 结果与讨论
  • 2.3.1 原位合成低表面浓度纳米金
  • 2.3.2 适配体生物传感器的阻抗(EIS)性能表征
  • 2.3.3 生物传感器的ECL表征
  • 2.3.5 适配体传感器的再生实验
  • 2.3.6 适配体传感器的精确度、选择性和稳定性
  • 2.3.7 回收率实验
  • 2.4 结论
  • 第3章 基于适配体的芯片上电致化学发光生物传感器灵敏测定凝血酶
  • 3.1 前言
  • 3.2 实验部分
  • 3.2.1 试剂与仪器
  • 3.2.2 试验方法
  • 3.3 结果与讨论
  • 3.3.1 传感器的ECL性能
  • 3.3.2 凝血酶的ECL检测
  • 3.4 结论
  • 第4章 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间的研究成果
  • 相关论文文献

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