本文選題：生物傳感器　切入點：DNA生物分子技術　出處：《安徽師范大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：本論文將DNA生物分子技術信號放大策略應用于電化學領域,該技術能夠顯著地放大傳感信號,使構(gòu)筑的生物傳感器的靈敏度提升、檢出限降低。在DNA生物分子技術中,雜交鏈式反應由于過程簡單且無需輔助酶的參與受到廣大科學工作者的青睞。另外,通過雜交鏈式反應形成的DNA串聯(lián)體作為一種理想的載體可以用來標記或負載大量的電化學活性材料(如阿霉素、二茂鐵、亞甲基藍、銅納米粒子等等),由于攜帶大量的信號分子,其作為信號探針使電化學響應信號顯著增強。本論文主要包括四個方面:第一章:簡述生物傳感器及其信號放大策略。第二章:制備基于雜交鏈式反應與DNA模板化的銅納米粒子相結(jié)合的一種超靈敏、免標記的C-反應蛋白電化學免疫傳感器。在這項工作中,通過雜交鏈式反應合成的雙鏈DNA被用作合成銅納米粒子的模板,而嵌入大量銅納米粒子的DNA串聯(lián)體又被用作信號探針來實現(xiàn)檢測信號的放大。在最優(yōu)的實驗環(huán)境下,差示脈沖伏安技術用于記錄該免疫傳感器的電化學響應信號,銅納米粒子的信號強度與C-反應蛋白濃度的對數(shù)在1 fg mL-1到100 ng mL-1范圍內(nèi)呈線性關系,其線性相關系數(shù)為0.996,檢測限為0.33 fg mL-1。第三章:報道了一種基于雜交鏈式反應信號放大的電化學免疫分析法對甲胎蛋白抗原和前列腺特異性抗原進行同時檢測。這項工作中包括了固定在金納米粒子修飾電極表面的初始抗體、抗原、二抗復合物以及由輔助探針與標記二茂鐵、亞甲基藍的信號探針雜交而成的DNA串聯(lián)體。在最優(yōu)的實驗環(huán)境下,用差示脈沖伏安技術進行信號測定,在-0.35 V和+0.33 V分別出現(xiàn)亞甲基藍和二茂鐵的還原峰,峰電流值與生物標志物濃度的對數(shù)在0.5 pg mL-1到50 ng mL-1范圍之間呈現(xiàn)良好的線性關系,對于前列腺特異性抗原,其檢出限為0.17 pg mL-1,對于甲胎蛋白抗原,其檢出限為0.25 pg mL-1。第四章:我們嘗試將能夠嵌入DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中的小分子與雜交鏈式反應技術相結(jié)合構(gòu)建一種超靈敏的多分析免疫傳感器。阿霉素和亞甲基藍用作信號分子。該免疫分析法通過抗原-抗體特異性識別在初始抗體、目標抗原與合成的二抗復合物之間形成“三明治”型免疫復合物,隨后將大量的信號分子阿霉素、亞甲基藍嵌插到由雜交鏈式反應形成的雙鏈DNA的溝槽中作為信號探針,并通過DNA雜交反應連接到免疫復合物的表面形成超夾心型免疫結(jié)構(gòu)。在最優(yōu)的環(huán)境下,用方波伏安技術記錄阿霉素和亞甲基藍的電化學響應信號。結(jié)果在-0.30 V和-0.70 V分別顯示出亞甲基藍和阿霉素的信號峰,信號峰強度與生物標志物濃度的對數(shù)在0.05 pg mL-1到25 ng mL-1范圍內(nèi)呈現(xiàn)優(yōu)良的線性關系,對于癌胚抗原,其檢出限為0.03 pg mL-1,對于甲胎蛋白抗原,其檢出限為0.02 pg mL-1。
[Abstract]:In this paper, the signal amplification strategy of DNA biomolecular technology is applied to the electrochemical field. This technique can significantly amplify the sensing signal, enhance the sensitivity of the biosensor and reduce the detection limit. In the DNA biomolecular technology, the sensitivity of the biosensor is improved and the detection limit is reduced. Hybrid chain reaction is favored by many scientists because of its simple process and no coenzyme involvement. In addition, The DNA series formed by hybrid chain reaction can be used as an ideal carrier to label or load a large number of electrochemical active materials (such as adriamycin, ferrocene, methylene blue, adriamycin, ferrocene, methylene blue). Copper nanoparticles and so on, because they carry a lot of signaling molecules, This thesis mainly includes four aspects: chapter 1: brief introduction of biosensor and its signal amplification strategy. Chapter 2: preparation of template based on hybrid chain reaction and DNA. A highly sensitive combination of copper nanoparticles, In this work, double-stranded DNA synthesized by hybrid chain reaction is used as a template for the synthesis of copper nanoparticles. The DNA series embedded in a large number of copper nanoparticles is used as a signal probe to amplify the detection signal. In the optimal experimental environment, differential pulse voltammetry is used to record the electrochemical response signals of the immunosensor. The signal intensity of copper nanoparticles was linearly correlated with the logarithm of C- reactive protein concentration in the range of 1fg mL-1 to 100ng mL-1. The linear correlation coefficient is 0.996 and the detection limit is 0.33 fg mL-1. Chapter 3: an electrochemical immunoassay based on amplification of hybrid chain reaction signal is reported for simultaneous detection of alpha-fetoprotein antigen and prostate specific antigen. This includes the initial antibody immobilized on the surface of the gold nanoparticles modified electrode. Antigens, second antibody complexes and DNA series composed of auxiliary probes and signal probes labeled with ferrocene and methylene blue. In the optimal experimental environment, the signals were determined by differential pulse voltammetry. The reduction peaks of methylene blue and ferrocene appeared at -0.35 V and 0.33 V, respectively. The peak current value showed a good linear relationship with the logarithm of biomarker concentration in the range of 0.5 PG mL-1 to 50 ng mL-1. The detection limit was 0.17 PG mL-1. The detection limit is 0. 25 PG mL-1. 4th: we try to combine small molecules embedded in DNA double helix structure with hybrid chain reaction technique to construct a super-sensitive multi-analytical immunosensor. Adriamycin and methylene blue. As signal molecules. This immunoassay is specifically identified by antigen-antibody in the initial antibody, A "sandwich" type immune complex was formed between the target antigen and the synthesized second antibody complex. A large number of signal molecules, adriamycin and methylene blue, were subsequently inserted into the channel of the double-stranded DNA formed by the hybrid chain reaction as a signal probe. The supersandwich immune structure was formed on the surface of the immune complex by DNA hybridization reaction. The electrochemical response signals of adriamycin and methylene blue were recorded by square wave voltammetry. Results the signal peaks of methylene blue and doxorubicin were observed at -0.30 V and -0.70 V, respectively. The linear relationship between the peak intensity and the logarithm of biomarker concentration was found in the range of 0.05pg mL-1 to 25ng mL-1. The detection limit for carcinoembryonic antigen was 0.03 PG mL -1, and for alpha-fetoprotein antigen 0.02pg mL -1.
【學位授予單位】：安徽師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O657.1;TP212

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