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化學(xué)發(fā)光E+E生物傳感器的研究 
人類生活和健康與細菌密切相關(guān),細菌感染會導(dǎo)致各種疾病的發(fā)生,影響著人類的健康和生命。細菌廣泛存在于水體和食物中,其中一些特殊血清型的細菌對人和動物有病原性,傳統(tǒng)檢測的細菌方法非常費時,因而建立快速靈敏檢測細菌的方法具有十分重要的意義。此外,癌癥嚴重威脅著人類的健康,當(dāng)正常細胞生長失去控制、惡性增長和擴散就產(chǎn)生癌癥,因此對癌細胞的檢測是非常重要的。

化學(xué)發(fā)光E+E生物傳感器的研究 
隨著新興的糖生物學(xué)的發(fā)展,研究發(fā)現(xiàn)在癌細胞的轉(zhuǎn)移和惡變過程中常常伴隨著癌癥標志物糖基化的變異,利用凝集素(lectin)可以對糖鏈的改變進行研究,目前基于凝集素為識別物質(zhì)檢測癌細胞已經(jīng)成為E+E生物傳感器研究的熱點之一。 電化學(xué)發(fā)光E+E生物傳感器是將生物分子固定在電極上,并將生物識別分子和目標分析物結(jié)合的生物信號轉(zhuǎn)換為可檢測的電化學(xué)發(fā)光信號的一種分析器件,兼具有電化學(xué)和電化學(xué)發(fā)光的優(yōu)點,廣泛用于生命分析和環(huán)境檢測中。凝集素能夠識別細菌或細胞表面的糖鏈,具有傳統(tǒng)生物識別分子不具備的優(yōu)勢,且制備簡單,穩(wěn)定性高,因此適合構(gòu)建以凝集素為分子識別物質(zhì)的電化學(xué)發(fā)光E+E生物傳感器。介紹了糖生物學(xué)發(fā)展,詳細介紹了目前與細菌和癌細胞相關(guān)的糖生物學(xué)的研究進展,以及凝集素在糖生物學(xué)研究中的應(yīng)用；重點評述了電化學(xué)發(fā)光E+E生物傳感器研究進展；zui后闡述了本論文的選題背景、研究思路、研究目的和研究內(nèi)容。為以釕聯(lián)吡啶標記伴刀豆球蛋白作為探針測定大腸桿菌的電化學(xué)發(fā)光傳感器的研究報告。以凝集素Con A為分子識別物質(zhì),革蘭氏陰性菌大腸桿菌作為分析對象,釕聯(lián)吡啶衍生物(Rul)為電化學(xué)發(fā)光標記物,設(shè)計了一種新穎的基于凝集素的電化學(xué)發(fā)光檢測細菌的E+E生物傳感器。以Rul-ConA作為電化學(xué)發(fā)光探針,通過羧基化的碳納米管修飾石墨電極制備電化學(xué)發(fā)光傳感器。當(dāng)目標物大腸桿菌存在時,細菌表面的脂多糖(LPS)與電化學(xué)發(fā)光探針結(jié)合形成Con A-LPS結(jié)合物,電化學(xué)發(fā)光強度降低。通過釕聯(lián)吡啶衍生物在正三丙胺(TPrA)體系中的電化學(xué)發(fā)光信號降低實現(xiàn)對大腸桿菌檢測,檢出限為127cells/mL,用構(gòu)建的傳感器對Con A和甘露聚糖的結(jié)合常數(shù)進行計算。構(gòu)建的傳感器能夠靈敏快速地檢測大腸桿菌。多標記型Ramos細胞電化學(xué)發(fā)光E+E生物傳感器研究。工作的研究目的是探討樹枝狀化合物作為電化學(xué)發(fā)光物質(zhì)載體和識別物質(zhì)載體對于增強電化學(xué)發(fā)光信號的潛在優(yōu)勢,構(gòu)建了一種高靈敏的夾心式以適體為識別物質(zhì)的電化學(xué)發(fā)光傳感器用于檢測人B淋巴細胞瘤Ramos細胞。以釘聯(lián)吡啶和識別物質(zhì)適體雙功能化的樹枝狀高分子化合物為信號物載體和識別物載體,多標記的信號物質(zhì)提高傳感器的靈敏度。本工作利用表面含有128個氨基的第五代聚酰胺-胺樹枝狀高分子(G5-PAMAM)為模型,通過共價鍵進行雙功能化。傳感器以特異性識別Ramos細胞的適體TD05為識別物質(zhì),共價固定在羧基化碳納米管修飾玻碳電極(GCE)表面,然后與目標細胞進行結(jié)合,以釕聯(lián)吡啶衍生物和TD05雙功能化G5-PAMAM (G5-Rul-TD05)為信號探針,以TPrA作為電化學(xué)發(fā)光的共反應(yīng)試劑,通過產(chǎn)生的電化學(xué)發(fā)光信號對細胞進行檢測。對可能影響電化學(xué)發(fā)光傳感器的一些因素,包括識別探針和信號探針連接臂的長度和結(jié)合時間等進行考察。在優(yōu)化的條件下,檢測Ramos細胞的線性范圍為100～10000cells/mL,檢出限為55cells/mL。檢出限比未進行G5標記的傳感器高2.5倍,表明多標記提高了傳感器的靈敏度。為以釕聯(lián)吡啶標記麥胚凝集素(WGA)檢測前列腺癌PC-3細胞的電化學(xué)發(fā)光生物傳感器的研究。以前列腺特異性抗原(PSA)的抗體(anti-PSA)為分子識別物質(zhì),Rul-WGA為電化學(xué)發(fā)光探針,設(shè)計了一種新穎的基于凝集素-免疫相結(jié)合的夾心式測癌細胞的電化學(xué)發(fā)光E+E生物傳感器。石墨烯氧化物(GO)吸附在玻碳電極表面,通過GO的羧基共價固定anti-PSA,制備電化學(xué)發(fā)光傳感器。以PSA為模型對傳感器的組裝條件和分析條件進行優(yōu)化,WGA與PSA的N-糖鏈的糖基結(jié)合,以TPrA為共反應(yīng)劑,電化學(xué)發(fā)光信號與PSA的濃度呈線性相關(guān)。傳感器的PSA抗體和前列腺癌PC-3細胞表面的PSA膜抗原(PSMA)特異識別對PC-3細胞進行檢測,并以激光共聚焦成像對Rul-WGA和癌細胞的相互作用進行初步的探索和研究。

化學(xué)發(fā)光E+E生物傳感器的研究 
研究表明,將羧基化碳納米管吸附在電極表面,通過共價作用將電化學(xué)發(fā)光探針固定于電極表面,制備的傳感器有良好的穩(wěn)定性；樹枝狀高分子表面具有大量的功能基團可以多標記信號物質(zhì)和識別物質(zhì)分子,能夠提供電化學(xué)發(fā)光E+E生物傳感器的靈敏度;由于凝集素結(jié)合糖的特異性,構(gòu)建以凝集素為分子識別物質(zhì)的E+E生物傳感器不僅用于大腸桿菌和癌細胞的檢測,也為糖蛋白糖鏈分析提供了一個新方法。研究工作為進一步研制高靈敏度,高選擇電化學(xué)發(fā)光E+E生物傳感器提供了基礎(chǔ)性研究資料,對此方面的研究工作具有一定的促進作用。