基于卟啉的新型电致化学发光生物传感器及其核酸蛋白分析应用研究

发布时间：2017-09-20 08:47

  本文关键词：基于卟啉的新型电致化学发光生物传感器及其核酸蛋白分析应用研究

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【摘要】：电致化学发光(electrochemiluminescence, ECL)技术具有较好的可控性、选择性、重现性及较高的检测灵敏度,主要应用于临床、农业、环境和生物检测等领域。核酸是遗传信息的携带者,在生命发展过程中具有重要意义。核酸适配体是能够特异性结合某些小分子或蛋白的具有特殊结构的核酸。核酸适配体在参与构建生物传感体系用于检测某些特定蛋白或小分子的过程中发挥着重要的作用。卟啉(P orphyrin)及金属卟啉(metalloporphyrin)因具有高度共轭的杂环结构而具备良好的光电效应、电子传输和分离能力及电致化学发光活性。本论文主要研究基于卟啉的电致化学发光生物传感器并研究其在核酸、蛋白质检测方面的应用。1.基于卟啉超分子纳米团簇电致化学发光的一种通用的DNA传感策略本实验以H7N9病毒H7亚型的引物序列为检测对象,用自行设计的发卡结构DNA特异性捕获目标DNA,发卡结构打开后暴露的末端修饰基团为传感体系构建提供可能。根据金属卟啉可参与轴向配位的特点,利用富勒烯苯胺咪唑复合物富集ZnTPP合成了一种卟啉超分子纳米团簇C60-ZnTPP复合物,并作为电致化学发光的信号分子。我们利用环糊精分子的中空桶状结构及其常作为物质包络主体的特性,将电致化学发光体组装并固定在cDNA末端,构建了基于电致化学发光的通用DNA传感策略。经电致化学发光分析检测,本实验发现,构建的电致化学发光生物传感体系能够很好地检测到目标DNA,检测下限可达1.0 pM。该体系使用通用、简易的信号标记、放大手段和DNA检测策略,对核酸的灵敏度高、重现性好、检测下限低、线性范围宽、稳定性良好,具有广阔的应用前景。2.以溶菌酶和血红素共触发的适配体功能化量子点的特异性电致化学发光检测平台本工作基于血红素/G四链体复合物设计并构建了一种高效快速的电致化学发光平台用于检测溶菌酶蛋白。利用吸附在壳聚糖上的纳米金来固定末端为巯基的发卡结构核酸适配体,该发卡结构DNA由溶菌酶适配体和G四链体序列组成。在血红素和溶菌酶同时存在的情况下,发卡结构可以打开并生成血红素/G-四链体和溶菌酶适配体复合物,前者可通过消耗电致化学发光内源性共反应剂O2猝灭量子点ECL效应。这种电致化学发光检测策略显示出了较好的线性响应区间,且检测范围可达20pg mL-1～5μg mL-1。
【关键词】：电致化学发光 生物传感 G四链体 核酸适配体 卟啉 量子点
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP212.3;O657.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-24
• 1.1 生物传感器10-11
• 1.2 电致化学发光11-17
• 1.2.1 电致化学发光简介11-12
• 1.2.2 电致化学发光的两种基本途径12-14
• 1.2.3 电致化学发光体系14-17
• 1.2.4 电致化学发光在生物分析中的应用17
• 1.3 核酸及核酸适配体在生物传感器中的应用17-20
• 1.3.1 核酸及核酸适配体17-18
• 1.3.2 核酸在生物传感器中的应用18-19
• 1.3.3 核酸适配体在生物传感器中的应用19-20
• 1.4 电致化学发光生物传感器20-22
• 1.4.1 电致化学发光核酸传感器20-21
• 1.4.2 电致化学发光免疫分析传感器21-22
• 本研究思路22-24
• 2 基于卟啉超分子纳米团簇电致化学发光的一种通用DNA传感策略24-41
• 2.1 引言24-26
• 2.2 实验部分26-31
• 2.2.1 实验试剂26-27
• 2.2.2 实验仪器27-28
• 2.2.3 新型电致化学发光纳米团簇的合成28
• 2.2.4 电致化学发光传感体系的构建28-29
• 2.2.5 电致化学发光核酸传感体系的构建及检测29-31
• 2.3 结果与讨论31-40
• 2.3.1 新型电致化学发光纳米团簇的表征31-35
• 2.3.2 ECL体系的构建35-38
• 2.3.3 ECL传感体系对核酸的检测38-40
• 2.4. 实验小结40-41
• 3 以溶菌酶和血红素为共触发剂的适配体功能化量子点的电致化学发光检测平台41-50
• 3.1 引言41
• 3.2 实验部分41-44
• 3.2.1 实验试剂及仪器41-42
• 3.2.2 量子点的制备42
• 3.2.3 金纳米粒子的制备42-43
• 3.2.4 ECL传感体系的构建43-44
• 3.3 结果与讨论44-49
• 3.3.1 电化学阻抗表征44
• 3.3.2 生物传感器的ECL及CV表征44-45
• 3.3.3 ECL传感器重现性及精确性表征45-46
• 3.3.4 条件优化46-48
• 3.3.5 溶菌酶的检测48
• 3.3.6 选择性和特异性48-49
• 3.4. 实验小结49-50
• 4 总结50-51
• 致谢51-52
• 参考文献52-59
• 附录59

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本文编号：887093