基于核酸适配体的多菌灵检测方法研究

发布时间：2020-09-27 07:24

　　植物体和水体中残留的多菌灵通过食物链进入生物体,最终对生物体健康造成威胁,已经引起了社会的广泛关注。现有的检测方法虽然具有一定的灵敏度和精确性,但往往需要昂贵的大型设备,专业的技术人员和较长的检测时间,因此建立快速、高效的检测方法具有重要的现实意义。本研究基于多菌灵特异性适配体和纳米金粒子,通过不同的信号输出方式,探索了三种生物传感器检测水体中的多菌灵,主要研究内容如下:(1)基于核酸适配体的NaC l聚集纳米金比色法检测多菌灵。该比色法的检测限低至2.3 nM,线性检测范围为2.3~800 nM。在加标水样的回收实验中,多菌灵的平均回收率为96.3~111.2%,相对标准偏差为1.5~8.9%。该比色法检测多菌灵简单方便,检测时间短,成本低,检测范围较广。(2)基于核酸适配体的纳米金淬灭罗丹明B荧光法检测多菌灵。该荧光法最低检测限为4.3 nM,可以线性检测4.3~300 nM浓度范围内的多菌灵。在加标水样的回收实验中,多菌灵的平均回收率为100.4~114.8%,相对标准偏差为2.1~6.2%。此方法在NaC l比色法的基础上,引入荧光分子罗丹明B将比色信号转化为荧光信号,希望一定程度的提高灵敏度,但由于仪器的标准偏差较大,灵敏度反而不如NaCl比色法。此外,该方法线性检测范围较小,实验过程略复杂。(3)基于核酸适配体的阳离子聚合物PDDA聚集纳米金比色法检测多菌灵。该生物传感器的检测限为2.2 nM,线性检测范围为2.2~500nM。在加标水样的应用中,多菌灵的回收率达94.9~104.8%,相对标准偏差为3.4~12.6%。PDDA聚集纳米金的比色法具有很好的灵敏度和特异性,同时操作简单,检测时间短,仪器要求低,因此在实际水体中检测多菌灵具有很高的潜力。综合比较三种方法,基于核酸适配体的阳离子聚合物PDDA聚集纳米金比色法是三种方法中检测水体中多菌灵相对较理想的方法。
【学位单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X832;O657.3
【部分图文】：

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(a) (b)图 1-3 “荧光增强” 型适配体传感器的原理[53]Fig. 1-3 Schemes for “turn on” aptasensor，量子点（QDs）取代了有机荧光染料，被用于改善荧光检测性细胞中的药物递送[54]。荧光共振能量转移（FRET）依赖于两个和受体之间的能量转移，当供体的荧光发射光谱与受体的荧光吸个荧光分子距离合适时，荧光能量可以从供体向受体转移，即供荧光增强[55]。量子点由于其独特的光学性质包括量子产率高，光谱窄以及吸收光谱宽而成为最佳的供体。Long 等人[56]利用量子纳米生物探针，高亲和性高特异性的荧光标记的 17β-雌二醇适子，构建了独特的基于荧光共振能量转移的适配体传感器用于测料（如纳米金）的使用在近年来引起了非常多的关注，纳米金生明显的颜色变化，这使得开发简单的比色生物传感器成为可异性识别功能和未修饰的纳米金颗粒聚集前后的颜色变化，建

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(a) (b) (c)图 1-4 “信号减弱”和“信号增强”电化学适配体传感器的原理[53]Fig. 1-4 Schemes for “signal-off” and “signal-on” electrochemical sensors.纳米材料的应用为开发真正无标签，高灵敏度的传感器提供了一种新颖的法。例如，单壁碳纳米管-场效应晶体管（SWCNT-FET）元件被组装来监测适配与蛋白质的亲和力结合[37]。将适配体组装在碳纳米管上，再将该单壁碳纳米管组在在源电极和漏电极之间。适配体与靶标的结合可以改变该装置的电子传导，从实现对靶标的检测。（3）质量敏感的适配体传感器质量敏感的生物传感器被定义为与捕捉探针组装的敏感表面相关的质量成比例的装置。基于适配体的质量敏感型生物传感器是一类无标记的传感器，包括瞬逝波传感器（如表面等离子共振（SPR）[66]），声波传感器（如石英晶体微天平（QCM）），微机械悬臂梁传感器[67]等。这类传感器通常运用“质量敏感”技术，为它们通过薄膜的重力或厚度变化进行测量。SPR 传感器能够通过表面相关的折射率变化来反应质量变化。由于 SPR 可以

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图 1-5 适配体传感器检测多菌灵的技术路线Fig.1.5 Technical roadmap for detection of carbendazim based on aptasensor

【参考文献】