利用光、電等現代化技術,設計、構建生物傳感檢測體系是分析化學的主要構成部分之一。光、電生物傳感體系具有低成本,高靈敏和操作方便等優(yōu)點,主要通過檢測特定生物分子,并將其轉化為相對應的可讀信號,最終實現對生物分子定量分析的目的。新型功能化納米材料具有獨特的光、電等特性,憑借著體積效應、量子尺寸和表面效應等優(yōu)越的性能已經應用于各個領域。本工作主要探究了基于功能納米材料的光電信號放大及生物分析新方法,最終實現了對脂多糖、癌胚抗原、凝血酶的高靈敏檢測。主要開展了以下三個方面的工作:1.提出了一種新型的生物傳感平臺,通過多重擴增策略,用電化學發(fā)光(ECL)和熒光(FL)兩種信號對脂多糖(LPS)進行檢測。首先,通過磁珠(MB)上適體-靶標的特異性識別釋放了三種DNA序列。該序列與多功能分子信標(MMB)雜交,并引發(fā)了許多雙向聚合和剪切反應,經過多次循環(huán)擴增產生了大量的a1片段。然后a1引入三螺旋系統(tǒng)后,打開三螺旋結構。在ECL系統(tǒng)中,單鏈S2(富含G堿基)在氯化血紅素作用下形成hemin/G-四鏈體復合物,可以有效地淬滅ECL,以ECL“off”信號檢測LPS。在FL系統(tǒng)中,三螺旋結構被打開,導致...

【文章頁數】：84 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 前言
    1.1 光致電化學傳感
    1.2 設計和制造光敏材料
        1.2.1 PEC過程中的信號源
        1.2.2 改善可見光激發(fā)
            1.2.2.1 表面敏化
            1.2.2.2 等離子體激元金屬改性
            1.2.2.3 元素摻雜
        1.2.3 提高電荷分離/轉移
            1.2.3.1 半導體-半導體異質結
            1.2.3.2 半導體-碳異質結
            1.2.3.3 多元異質結
    1.3 PEC傳感裝置和檢測模式
        1.3.1 拼合式檢測
        1.3.2 自備檢測
        1.3.3 可視化檢測
        1.3.4 多路檢測
        1.3.5 高通量檢測
        1.3.6 比率分析
    1.4 電致化學發(fā)光傳感
    1.5 新型的發(fā)光體
        1.5.1 無機發(fā)光體
        1.5.2 有機發(fā)光體
        1.5.3 納米材料-發(fā)光體
    1.6 新型的共反應劑
    1.7 新型的電極
    1.8 電致化學發(fā)光應用
        1.8.1 金屬離子傳感
        1.8.2 小分子傳感
        1.8.3 蛋白傳感
        1.8.4 基因傳感
        1.8.5 細胞、細菌和病毒傳感
    1.9 熒光傳感
        1.9.1 陽離子熒光傳感器
        1.9.2 陰離子熒光化學傳感器
        1.9.3 生物大分子的熒光化學傳感器
    1.10 課題的意義
第二章 基于三螺旋分子的傳感平臺實現對脂多糖的雙信號檢測
    2.1 前言
    2.2 實驗試劑和實驗裝置
        2.2.1 實驗試劑
        2.2.2 實驗裝置
    2.3 實驗步驟
        2.3.1 制備CdTe-Ru@SiO₂ 納米球
        2.3.2 適配體改性磁珠的制備
        2.3.3 目標循環(huán)放大反應
        2.3.4 三螺旋DNA的形成
        2.3.5 ECL檢測脂多糖
        2.3.6 熒光檢測LPS
    2.4 結果與討論
        2.4.1 CdTe-Ru@SiO₂ 納米球的表征
        2.4.2 CdTe-Ru@SiO₂ 納米球的電化學發(fā)光機理
        2.4.3 ECL和 FL檢測LPS的原理
        2.4.4 CdTe-Ru@SiO₂納米球ECL體系的猝滅機理
        2.4.5 LPS檢測生物傳感平臺的可行性分析
        2.4.6 雙擴增策略的聚丙烯酰胺凝膠電泳(PAGE)分析
        2.4.7 電化學和ECL表征的ECL平臺
        2.4.8 實驗條件優(yōu)化
        2.4.9 ECL生物傳感平臺對LPS的檢測
        2.4.10 LPS生物傳感平臺的穩(wěn)定性和特異性
        2.4.11 三螺旋DNA結構的熒光表征
        2.4.12 熒光生物傳感平臺檢測脂多糖
        2.4.13 FL生物傳感平臺的特異性
    2.5 本章小結
第三章 基于三維DNA納米材料的光電生物傳感器用于癌胚抗原的超敏檢測
    3.1 前言
    3.2 實驗試劑和實驗裝置
        3.2.1 實驗試劑
        3.2.2 實驗裝置
    3.3 實驗步驟
        3.3.1 ZnSe量子點的合成
        3.3.2 金納米粒子的合成
        3.3.3 樣品溶液的制備
        3.3.4 環(huán)狀DNA模板的制備
        3.3.5 三維DNA納米球的制備
        3.3.6 用于CEA檢測的光電生物傳感器的制備
    3.4 結果與討論
        3.4.1 合成ZnSe量子點的形貌和光譜表征
        3.4.2 ZnSe QDs的光電流響應及機理
        3.4.3 PEC傳感器檢測CEA的原理
        3.4.4 三維DNA納米球的表征
        3.4.5 PEC生物傳感器制備過程的表征
        3.4.6 實驗條件的優(yōu)化
        3.4.7 PEC生物傳感器對CEA的分析性能
        3.4.8 該生物傳感器的選擇性、穩(wěn)定性和重復性
        3.4.9 PEC生物傳感器在人血清CEA檢測中的應用
    3.5 本章小結
第四章 基于敏化結構和超納米線的光電傳感平臺用于凝血酶的超敏檢測
    4.1 前言
    4.2 實驗試劑和實驗裝置
        4.2.1 實驗試劑
        4.2.2 實驗裝置
    4.3 實驗步驟
        4.3.1 Bi-₂O₃-ZnO的合成
        4.3.2 CdS QDs的合成過程
        4.3.3 CdS QDs-納米線結構的合成
        4.3.4 Exo III輔助多重放大過程
        4.3.5 PEC傳感平臺制備過程
    4.4 結果與討論
        4.4.1 合成Bi₂O₃-ZnO和CdS QDs的表征
        4.4.2 PEC反應機理
        4.4.3 PEC生物傳感平臺的設計原理
        4.4.4 循環(huán)放大過程,超納米線和CdS QDs-超納米線的表征
        4.4.5 用PEC和 EIS表征該傳感平臺的構建過程
        4.4.6 實驗條件的優(yōu)化
        4.4.7 該PEC生物傳感平臺對凝血酶的檢測
        4.4.8 該生物傳感平臺的選擇性
        4.4.9 實際樣品的分析
    4.5 本章小結
結論
參考文獻
致謝
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄



本文編號：3865178