文档介绍：华东师范大学
博士学位论文
基于电致化学发光技术的纳米生物传感器的设计与研究
姓名:王晓英
申请学位级别:博士
专业:分析化学
指导教师:何品刚;方禹之
20080501
基于电致化学发光技术的纳米生物传感器的设计与研究摘要过程,疪的结构片段,作为生物大分子的基本“砖块”,是生命活动的重而非放射性标记法如荧光、化学发光和生物素标记法,标记过程繁琐、复杂,难力学响应范围宽、检出限低、可控性与选择性好、容易实现实时化和集成化,可进行原位检测。集以上优点于一身的电致化学发光技术近几年在分析化学,尤其当物质小到纳米数量级时,会产生独特的表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等,其电学、磁学、光学和化学性质也相应地发生显著的变化,呈现出常规材料不具备的优越性能。因此,纳米材料在催化、电子材料、核酸、蛋白质及酶是组成生命的主要生物大分子。基因组核酸承载着传递遗传信息、编码生命功能的重要任务,基因的功能或表达则决定生命。蛋白质则贯穿所有的生命活动过程。酶在铣芍衅鹬匾W饔茫以诒3只蜃榈耐暾性方面也是必不可少的重要物质。核酸的复制、连接、修复等操作是重要的生命要参与者,是重要的细胞信号传导物。基因的相关功能的完成需要蛋白质、酶及生物活性小分子化合物的协同参与,宏观上,这一系列生物分子的配合与作用构成生长、发育、繁殖、遗传和代谢等生命现象的基础。对功能基因组、蛋白质组及相关生物活性分子的研究正是后基因组时代所关注的热点。随着科学家们逐渐揭开疾病的机理,并将其用于疾病的医疗诊断和治疗之中,对特定序列的喙氐鞍住⒚讣吧锘钚孕》肿拥募觳馊找媸艿街厥印T诖统的分析方法中,核酸与蛋白质的研究都采用放射性标记、凝胶电泳和放射性自显影等技术。这些方法过程复杂,周期长,特别是放射性标记,存在放射性污染。以实现自动化且仪器价格昂贵。而生命科学的迅速、深入发展迫切需要新的手段和方法,以更灵敏、更真实、更快速地研究生命过程。电致化学发光①怯傻缁Х从χ苯踊蚣浣右⒌幕Х⒐庀窒螅电化学和化学发光相结合的产物,兼具二者的优点。其方便快捷、灵敏度高、动在生物分析领域的应用引起了人们的极大关注,为生命科学进入到分子水平领域提供了有力的研究手段与方法。微器件、增强材料及传感器材料等方面有着广阔的应用前景。电化学过程与电极中文摘要●
材料的表面性质有关,如果将纳米材料修饰在电极的表面,基于其比表面积大、大大提高检测的灵敏度,同时最大限度地保持相关生物分子的生物活性。将纳米技术应用于生物活性分子的电致化学发光分析研究,是一个崭新的领域,有利于本论文将纳米技术、生物分子识别元件的特异性及电致化学发光技术的灵敏手段与方法。论文分五个部分,共八章,具体内容如下:髀第一章本章系统阐述了电致化学发光的原理和特点,重点介绍了酱蠓⒐馓逑的反应机理及其在分析中的应用。介绍了牒怂崾逝涮宓缰禄Х⒐馍传感器的构造原理、分类特点及研究进展。介绍了各种纳米材料在电致化学发光生物传感器中的应用。最后阐述了本论文的目的和意义,指出论文的创新之处及主要研究内容。Ⅱ.基于一暮怂崾逝涮宕ǜ衅魇迪帜C傅鞍字实缰禄Х光特异性检测诙⑷’.。首先,⒂隺部分序列完全互补的秸虢性咏唬獾玫谝桓鯡将探针替换下来,此时测得第二个藕@们昂罅礁鯡信号的差值甀炊坎舛C浮7翘匾煨允侗鸬牡鞍撞桓扇挪舛ǎC催化活性高、亲和力强的特性,其能活化电极表面,增大电流响应,降低检测限,创新性地建立一些新理论、新技术和新方法。性相结合,发展具有高灵敏度和高选择性的⒌鞍字始懊傅男滦湍擅咨锎感器。开拓生物传感器在后基因时代的研究领域,为研究多种生物分子提供新的源俗魑狣标记物,结合替换反在金电极的表面组装凝血酶核酸适配体溆氡昙怯蠷信号H缓蠼ǖ缂肽C傅鞍捉信嘤C赣隺特异性结合,在疞范围内有良好的线性响应,检测限为中文摘要疞~Ⅱ
疞/琻。方法可应用于实际血浆中凝血酶的检测。·第三章基于暮怂崾逝涮宕ǜ衅骶髦未ǜ邢低呈迪帜血酶蛋白质特异性检测识别层,特异性“捕捉”目标蛋白质一凝血酶,进而结合另一段标记有Ⅱ诙昙欠肿拥扑瓜蟊浠目煽毓滔郣坏缰禄Х⒐饽及其特异性识别⒌鞍字始傲用第四、,都可物分子的熔化温度。为深入研究分子灯塔键合平衡常数和茎环构象的热力学参数提供了一种新思路。同时,此固相膜可以特异性、高灵敏的测定靶第五章基于二茂铁标记分子灯塔适配体的固相电致化学发光传感器特异性识别凝血酶蛋白质利用凝血酶的两段核酸适配体与凝