基于识别引发DNA构型变化的比例电化学检测新方法研究
发布时间：2018-06-19 03:39
本文选题：“信号扩增/衰减” + 比例电化学传感器 ； 参考：《聊城大学》2017年硕士论文
【摘要】：伴随着科学技术的发展,蛋白质、DNA以及金属离子等生命相关物质的检测在临床诊断、环境监测、食品安全等领域的应用日益广泛,而传统的检测方法往往灵敏度较低,因此,发展更多的新技术和新方法对于实现目标分析物的快速高灵敏检测至关重要。本论文将适配体的特异性识别、金属DNA酶的亲合作用、酶辅助循环放大及生物条形码纳米探针放大与传统电分析方法相结合,引入“一对双”的信号输出模式,发展了一系列新型比例电化学传感器,用于核酸、蛋白质等生物大分子以及铅离子的灵敏检测,有效克服了传统单信号电化学传感器“假阳性”或“假阴性”的缺点,大大提高了分析检测的特异性及重复性。主要包括以下三个部分:1、基于靶诱导耦合生物条形码纳米放大技术的凝血酶比例电化学传感器基于“信号扩增”和“信号衰减”同时发生策略,构建了用于凝血酶灵敏检测的新型比例电化学适体传感器,通过二茂铁标记的发卡探针(Fc-HP)、凝血酶适配体、亚甲基蓝标记的生物条形码纳米金(MB-P3-AuNPs)层层自组装实现传感平台的构建。该方法结合了适配体识别特性、生物条形码纳米探针扩增能力及双信号同时输出策略,实现了凝血酶的灵敏检测,其检测范围为0.003-30 nM,检出限低至1.1 pM(S/N=3),并且具有良好的选择性,稳定性和重现性。另外,本实验也为建立一种普适性的比例电化学分析方法提供了新的思路,如果改变识别探针,可将该传感器用于其它目标分子的检测,该传感器有望应用于疾病诊断、生物分析领域。2、基于特异性DNA酶检测Pb~(2+)的比例电化学传感器基于特异性DNA酶构建了灵敏的Pb~(2+)比例电化学传感器。该传感器主要利用“8-17”DNA酶的高特异性和选择性,它能够特异性的识别Pb~(2+),通过在电极表面杂交具有Pb~(2+)识别位点的亚甲基蓝标记探针(MB-P1)及二茂铁标记探针(Fc-P2)实现传感平台的构建。Pb~(2+)的出现会激活DNA酶并催化裂解底物链,进而引发电极表面的DNA构象发生变化,MB-P1链的释放使MB靠近电极表面,而Fc远离电极表面,从而引发基于MB“信号扩增”和Fc“信号衰减”同时发生的Pb~(2+)检测。该传感器的线性范围为0.1 nM-5μM,检出限达到45.8 pM(S/N=3),具有良好的选择性,稳定性和重现性。该传感器有望应用于环境污染及环境监测领域,具有重要的指导意义。3、基于核酸外切酶Ⅲ辅助循环放大技术检测DNA的比例电化学传感器基于核酸外切酶Ⅲ(Exo Ⅲ)辅助循环放大技术构建了用于唾液中与口腔癌相关的DNA序列检测的比例电化学传感器。首先通过均相溶液中目标DNA(T-DNA)识别打开二茂铁标记的发夹探针(Fc-P1),从而引发Exo Ⅲ辅助循环T-DNA的释放,实现Fc-P1对T-DNA的放大信号输出,而剩余Fc-P1通过打开修饰于电极表面的亚甲基蓝标记的发卡探针(MB-PP1),继而引发电极表面MB及Fc双电化学信号改变,建立“一对双”的电信号输出模式,实现对T-DNA的比例电化学检测。通过对Exo Ⅲ存在与否的传感性能进行对比发现,无Exo Ⅲ存在时,传感器的线性范围为0.02 nM-160 nM,检出限为17.7 pM;有Exo Ⅲ存在时,传感器的线性范围为0.02pM 2 nM,检出限为12.8 fM。因此,基于Exo Ⅲ辅助循环放大过程检出限更低、检测范围提高了1个数量级。此外,传感器能够较好的区分单碱基错配的DNA序列、三碱基错配的DNA序列、完全不互补的DNA序列。这种比例电信号输出模式具有良好的信号扩增能力,并且给其它生物分子的识别检测提供新的可能性。
[Abstract]:This paper presents a new type of proportional electrochemical sensor , which can be used in the diagnosis of diseases and biological analysis . 鍏锋湁鑹ソ鐨勯，
本文编号：2038247
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