基于纳米二维材料的适配体传感器在重金属离子检测和癌症标志物检测的应用研究

发布时间：2020-03-21 12:42

【摘要】：核酸适配体是利用体外指数富集的配基系统进化技术合成的一段单链DNA或者RNA核苷酸。核酸适配体特殊的三维结构,分子间氢键,静电作用和范德华力使它对目标识别物具有很强的特异性和很高的亲和性。电化学生物传感技术具有灵敏度高,样品用量少,快速简单等优点,在环境监测领域和生物医学领域有着广泛的应用。本文中,我们在纳米材料和核酸适配体基础上,构建了两种电化学生物传感器。(1)构建了石墨烯氮化碳/镉离子/适配体传感器(GCN/Cd2+/Aptasensor)。电化学检测是环境领域重要的监测手段之一,本部分工作我们采用镉离子核酸适配体偶联石墨烯氮化碳复合材料,在此基础上构建了石墨烯氮化碳/镉离子/适配体传感器(GCN/Cd2+/Aptasensor)来检测水中的镉离子。石墨烯氮化碳复合材料经过红外光谱,X射线衍射,扫描电子显微镜和透射电子显微镜表征,结果表明石墨烯氮化碳复合材料不仅具有氮化碳特有的孔穴和缺陷结构,而且复合材料中的还原氧化石墨烯提高了材料的导电性,因此以核酸适配体耦合此复合材料构建的电化学传感器,可用于镉离子宽线性检测范围、高灵敏度、高特异性的检测(1 nM-1μM,LOD=0.337nM)。(2)构建了石墨烯金纳米粒子/甲胎蛋白/适配体传感器(Gr-AuNPs/AFP/Aptasensor)。体外癌症标志物的检测是生物医学领域的重要方面,本部分工作构建了石墨烯金纳米粒子/甲胎蛋白/适配体传感器(Gr-AuNPs/AFP/Aptasensor)用于肝癌患者早期诊断。首先合成石墨烯金纳米粒子复合材料,利用紫外光谱和透射电子显微镜对石墨烯金纳米粒子复合材料进行表征,结果表明石墨烯金纳米粒子均匀沉积在还原氧化石墨烯基底上,然后通过金硫键间很强的吸附作用将一端有巯基修饰的甲胎蛋白适配体连接到复合材料上,采用电化学阻抗谱检测甲胎蛋白。以核酸适配体耦合此复合材料构建的电化学传感器,可用于甲胎蛋白的宽线性检测范围、高灵敏度、高特异性的检测(1.5 fg/ml-15 μg/ml,LOD=0.849 fg/ml)。综上所述,本文中我们成功构建了 GCN/Cd2+/Aptasensor和Gr-AuNPs/AFP/Aptasensor两种传感器。为环境中重金属污染物检测和肝癌早期诊断提供了新的实验手段和思路。
【图文】：

测和比色检测是应用最广泛的两种检测技术。荧光检测中，将适配体一端标记上逡逑荧光染料，用于荧光信号的实时检测。目标物结合适配体之后会导致茎环结构的逡逑破坏，将荧光基团和荧光淬灭基团分开，出现荧光信号，，如图１．２Ａ所示。另一种逡逑荧光检测方法是将适配体与互补链结合，互补链上标记上荧光染料与荧光淬灭分逡逑子，当没有目标物时，荧光淬灭。当适配体与目标分子结合后，荧光淬灭基团从逡逑链上掉落下来，原荧光分子就会释放出信号，从而进行检测，如图１．２Ｂ所示｜｜２］。逡逑除了荧光染料，碳量子点也被作为荧光信号用于药物释放研究。还有构建如图１．２Ｃ逡逑所示的激发荧光信号的检测模型［１３】。金纳米粒子（ＡｕＮＰｓ）经常被用于比色检测，逡逑以建立更简单和便携的传感器［１４】。单链ＤＮＡ容易粘附在金纳米粒子周围，以阻止逡逑金纳米粒子的团聚，溶液显示红色，当ＤＮＡ与其他物质结合时，它就不再能保护逡逑金纳米粒子

图２．２邋ＡＰＴ２－ＧＣＮ（?
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R318.08

【参考文献】

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本文编号：2593346