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上海大学
硕士学位论文
基于金纳米粒子与PCR技术构建电化学生物传感器的研究
姓名:陈琳
申请学位级别:硕士
专业:生物化工
指导教师:李根喜
20100501
摘要琢鱿赴缁锎ǜ衅鞯难芯P“逖苌ひ蜃由锎ǜ衅鞯难芯生物传感器利用生物活性物质缑浮⒖固濉⒑怂帷⑽⒊疚锛跋赴作为识别元件来对各种待测物质进行分析检测,具有优良的特异性和灵敏度,在医药卫生、生物工程、环保等叨嗔煊蚨加泄惴旱挠τ谩;崮擅卓帕J巧锾系中应用得最为广泛的纳米材料之一。近几年,将金纳米颗粒用于药物传输、肿瘤治疗、构建生物传感器等方面的报道层出不穷。另一方面,际跏窍代分子生物学最重要的技术之一,具有特异、灵敏、产率高、快速、简便、重复性好以及自动化等优点。本论文综合运用金纳米粒子和际踟⒄沽斯菇分子生物电化学传感器的研究,取得了一些创新性的结果。端粒酶活性几乎表现在所有恶性肿瘤中,越来越多的研究提示,端粒酶检测可用于肿瘤的早期诊断。作者首先将端粒酶催化延伸的产物进行┰觯ü将夂蟠炕牟锕潭ㄔ谑ǖ缂ū砻妫觳獾搅四襦堰实闹苯拥缁号,并进而运用示差脉冲伏安法,通过石墨电极上鸟嘌呤的电化学信号检测到端粒中富含鸟嘌呤的重复序列,从而构建了基于端粒酶活性的用于检测肿瘤细胞的生物传感器。与此同时,作者将端粒酶的特异性底物序列修饰在金纳米粒子表面,在端粒酶的催化下,此序列将延伸,并在钾离子的存在下形成分子问的四聚体结构,从而引起金纳米粒子的聚集,紫外可见光谱表征金纳米粒子聚集状态验证了上述电化学生物传感器的检测结果。本研究的优势在于不需要使用放射性物质标记,操作过程简单,能够在细胞环境中进行检测,有利于模拟临床肿瘤细胞检测的环境,准确而且灵敏度较高。运用切口核酸内切酶,的类┰龇糯笮应以及基于金纳米粒子大比表面积的信号放大作用,“逖苌ひ蜃的目的,该检测方法不仅构建了生物传感器用于检测.,,降低—检测的浓度,检测限可以达到级别。该研究为检测低浓度的上海大学硕上学位论文
关键词:生物传感器、炕А、金纳米颗粒、端粒酶、血小板衍生生长—提供了一个很好的方法,同时,借助该方法也可用于构建其他低浓度生物物质的生物传感器,具有一定的通用性。因子、肿瘤细胞汉H搜渡涎宦畚
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。被岬囊饧墙锎ǜ衅这一术语用于描述一类与具有生物活性的酶、抗体、核酸、微生物及细胞等相结合的传感器新构型。生物传感器的完整概念可以认为是指由固定化的生物大分子绲鞍字省⒚浮⒖固宓作为识别元件,适当的信号转换器作为物理换能器所组成的体系。当待测物质与分子识别元件发生特异性的结合后,所产生的复合物信号绻狻⑷取⒌缱拥通过信号转换器转变成电、光等可输出信号,从而达到对待测物质进行分析检测的目的【俊I锎ǜ衅鞯奶氐闶蔷哂杏秀的特异性和灵敏度,适合于直接对复杂样品或低浓度样品进行快速连续分析,因此在医药卫生、生物工程、环保等诸多领域都有广泛的应用。所谓电化学生物传感器则是根据传感器中的信号转换器来定义的。信号转换器的类型有电化学电极、光学检测元件、场效应晶体管、热敏元件、压电石英晶体、表面等离子共振器件等,由此可以将传感器分为不同的种类,其中以电极作为信号转换器,以电位或电流加以测量的生物传感器类别我们称之为电化学生物传感器。从本质上看,电化学生物传感器在提高选择性和灵敏度方面具有独特的优越性,除了生物传感器本身的优势之外,电极表面上的微结构提供了多种可利用的势场,使待测物能进行有效地分离富集,借助控制电极电位又能进一步提高选择性,通过把测定方法的灵敏性和化学反应的选择性相结合,因此可以认为电化学生物传感器是把分离、富集和选择性测定三者合而为一的理想体系。电化学是研究物质的电学和化学性质的科学,在很早就已发展成为物理化汉4笱妒宦畚
学学科中一门成熟的分支科学。同时它在分析方面的应用也具有重要的意义,随着电化学技术的发展,其应用范围不断扩大,尤其是在人们共同关注的生命科学领域,电化学技术发挥着越来越重要的作用。电化学不仅可以对生命物质的组成和形态进行检测和分析,而且还可以对电子传递过程的机理进行研究,如电活性物质反应的历程,反应过程的动力学等。近年来,随着多学科的交叉发展,电化学技术应用于生命科学研究领域已取得了很多突破性的进展。在本论文的研究中,频繁采用的伏安法是电化学分析中最常用的技术。恒电位仪是电化学研究所需的仪器,通过向检测体系施加电压来获取电流信号,本论文中采用了缁Чぷ髡上海辰华仪