【摘要】：金屬-有機(jī)配位聚合物(MOFs)因?yàn)槠渚哂卸嗫捉Y(jié)構(gòu)、大的比表面積、易于功能化等特點(diǎn),受到了越來(lái)越多研究者的重視。近年來(lái)MOFs在電化學(xué)領(lǐng)域得到了快速的發(fā)展,合成具有電化學(xué)活性的MOFs,并將其作為生物傳感介質(zhì)應(yīng)用于生物化學(xué)分析領(lǐng)域成為熱門(mén)的研究課題之一。電化學(xué)生物傳感技術(shù)因其具有簡(jiǎn)單的操作、快的分析速度、高的靈敏度、優(yōu)良的選擇性等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于食品安全檢測(cè)、環(huán)境污染監(jiān)測(cè)、生物醫(yī)學(xué)分析等領(lǐng)域。電化學(xué)生物傳感器是一種將電化學(xué)分析方法與生物技術(shù)相結(jié)合而行成的新型傳感器。在構(gòu)建電化學(xué)生物傳感器時(shí)選擇電化學(xué)活性好的材料作為信號(hào)源對(duì)生物材料的分析起到信號(hào)放大的作用。真菌毒素是一種具有極大的致癌作用的污染物,其中黃曲霉毒素B1(AFB1)是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的毒性極強(qiáng)的物質(zhì),具有致癌性、致畸性和致突變性,是引發(fā)肝癌的主要物質(zhì)。AFB1廣泛存在于農(nóng)作物及含有農(nóng)作物的制品中,在花生、玉米、谷物、咖啡、啤酒和多種調(diào)味品等都能夠測(cè)得。對(duì)人們的飲食生活能產(chǎn)生很大的影響。開(kāi)發(fā)一種快速靈敏的方法來(lái)檢測(cè)AFB1非常重要。利用AFB1與特定的適配體結(jié)合具有高的特異性和親和力等特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)一種高靈敏的電化學(xué)生物傳感器用于對(duì)AFB1的檢測(cè)具有重要的意義�；诖�,本論文選擇銅金屬鹽和有機(jī)配體作為反應(yīng)物合成了具有電化學(xué)活性的Cu-MOFs,作為檢測(cè)的信號(hào)探針,利用適配體與AFB1的特異性識(shí)別來(lái)設(shè)計(jì)電化學(xué)生物傳感器用于AFB1的檢測(cè)。主要內(nèi)容如下:1.利用對(duì)苯二甲酸銅(Cu-TPA)能產(chǎn)生強(qiáng)的電化學(xué)信號(hào)設(shè)計(jì)一種靈敏的電化學(xué)生物傳感器用于測(cè)定黃曲霉毒素B1(AFB1)。首先將金納米粒子(AuNPs)負(fù)載到Cu-TPA后連接DNA1(S1)形成Cu-TPA/AuNPs/S1作為電化學(xué)傳感器的信號(hào)探針。將DNA2(S2)連接到金電極(GE),接著與AFB1的適配體(S3)雜交形成S3/S2/GE。通過(guò)S3與S1的互補(bǔ)配對(duì)將信號(hào)探針連接到電極。Cu-TPA/AuNPs復(fù)合材料中含有大量的Cu(IⅡ),可以獲得相對(duì)穩(wěn)定和強(qiáng)的電化學(xué)信號(hào)。加入一定量的AFB1后,AFB1和S3結(jié)合,使得信號(hào)探針脫落,電化學(xué)信號(hào)降低。根據(jù)電化學(xué)信號(hào)值的變化實(shí)現(xiàn)對(duì)AFB1的檢測(cè)。該方法有高的靈敏度和低的檢出限。在最佳條件下,該電化學(xué)生物傳感器的檢出限為4.2×10-6ng/mL(S/N=3),線性范圍為10-5～10ng/mL。生物傳感器也用于啤酒樣品中AFB1的檢測(cè)并計(jì)算得到回收率為95～106%。2.合成一種帶有-NH2的對(duì)苯二甲酸銅(Cu-BDC),利用-NH2與AuNPs連接形成Cu-BDC/AuNPs,進(jìn)而去連接DNA作為信號(hào)探針。同時(shí)選用核酸外切酶Ⅲ(Exo Ⅲ)的輔助循環(huán)放大來(lái)設(shè)計(jì)電化學(xué)生物傳感器更好的用于檢測(cè)AFB1。首先將發(fā)夾DNA固定在金電極(GE)上。加入AFB1后引發(fā)Exo III水解部分發(fā)夾DNA,釋放單鏈DNA進(jìn)入新的循環(huán)。多次循環(huán)后,在電極上留下更多的捕獲位點(diǎn)以連接信號(hào)探針。AuNPs通過(guò)-NH2附著在Cu-BDC上后連接捕獲DNA作為信號(hào)探針。通過(guò)DNA互補(bǔ)配對(duì)將信號(hào)探針連接到電極上來(lái)構(gòu)建電化學(xué)生物傳感器用于AFB1的檢測(cè)。在最佳條件下,AFB1電化學(xué)生物傳感器的檢出限為6.7×10-7 ng/mL(S/N=3),線性范圍為106-1 ng/mL。生物傳感器也用于啤酒實(shí)樣中AFB1的檢測(cè),計(jì)算得到回收率為96～103%。
【圖文】：

第２章基于Ｃｕ－ＴＰＡ的電化學(xué)生物傳感器的“信號(hào)關(guān)閉”對(duì)黃曲霉毒素Ｂ１的檢測(cè)逡逑必要的。電化學(xué)生物傳感器因其具有儀器操作簡(jiǎn)單，成本低，靈敏度高，反應(yīng)時(shí)逡逑間快等諸多優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛報(bào)道［８（），８１］。因此構(gòu)建電化學(xué)生物傳感器來(lái)檢測(cè)ＡＦＢ１逡逑是有意義的且具有一定的研宄價(jià)值。逡逑本文首先合成Ｃｕ－ＴＰＡ材料并負(fù)載ＡｕＮＰｓ后，接著連接ＤＮＡ１邋（Ｓ１）形成逡逑Ｃｕ－ＴＰＡ／ＡｕＮＰｓ／Ｓｌ作為電化學(xué)傳感器的信號(hào)探針，實(shí)驗(yàn)方案如圖１邋（Ａ）所示。逡逑然后將ＤＮＡ２邋（Ｓ２）連接到金電極（ＧＥ）上形成Ｓ２／ＧＥ，接著將ＡＦＢ１的適配逡逑體（Ｓ３）連接到Ｓ２／ＧＥ上形成Ｓ３／Ｓ２／ＧＥ。再然后將信號(hào)探針連接到電極上以形逡逑成邋Ｃｕ－ＴＰＡ／ＡｕＮＰｓ／Ｓｌ／Ｓ３／Ｓ２／ＧＥ，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖邋１邋（Ｂ）所示。由于邋Ｃｕ－ＴＰＡ７ＡｕＮＰｓ逡逑復(fù)合材料中含有大量Ｃｕ邋（ＩＩ），可以獲得相對(duì)穩(wěn)定和強(qiáng)的Ｃｕ邋（ＩＩ）電化學(xué)信號(hào)。逡逑當(dāng)加入一定量的ＡＦＢ１后，ＡＦＢ１可以與Ｓ３結(jié)合，而Ｓ１也Ｓ３結(jié)合，兩者相互逡逑競(jìng)爭(zhēng)，影響電極表面上信號(hào)探針的量，從而使得ＤＰＶ信號(hào)減弱。通過(guò)Ｃｕ－ＴＰＡ逡逑的ＤＰＶ信號(hào)的變化對(duì)ＡＦＢ１進(jìn)行檢測(cè)。該傳感器還可以用于啤酒中ＡＦＢ１的檢逡逑測(cè)，有良好的回收率。逡逑

ｒａｎｇｅ邋ｏｆ邋—０？邋１邋？０．５邋Ｖ．逡逑為了進(jìn)一步驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的可行性，我們通過(guò)掃描循環(huán)伏安曲線（ｃｖ）以及電逡逑化學(xué)阻抗（ＥＩＳ）來(lái)分析ＤＮＡ結(jié)合到電極表面的可行性。如圖２．４邋（Ａ）所示，逡逑通過(guò)掃描［Ｆｅ（ＣＮ）６］３７［Ｆｅ（ＣＮ）６］４１邋乍為氧化還原探針的ＣＶ曲線來(lái)觀察電極上每個(gè)逡逑步驟的特性。裸的金電極電極出現(xiàn)了一對(duì)良好的氧化還原峰（曲線ａ）。首先將逡逑Ｓ２和ＭＣＨ在電極上孵化一段時(shí)間，將Ｓ２固定在電極上（曲線ｂ），由于ＤＮＡ逡逑的磷酸骨架帶負(fù)電使得與帶負(fù)電的［Ｆｅ（ＣＮ）６ｆＡ存在靜電排斥作用，使得氧化還逡逑原峰的電流減弱。接著將Ｓ３進(jìn)一步滴加到電極表面孵化一段使得Ｓ３和Ｓ２互補(bǔ)逡逑配對(duì)（曲線ｃ），ＤＮＡ的磷酸骨架增多使得氧化還原峰降低。然后將Ｓ１滴加到逡逑電極表面孵化一段時(shí)間讓?zhuān)樱迸cＳ３互補(bǔ)配對(duì)（曲線ｄ），由于ＤＮＡ磷酸骨架的進(jìn)逡逑一步增多使得氧化還原峰再次降低。最后加入一定量的ＡＦＢ１后（曲線ｅ），邋ＡＦＢ１逡逑與Ｓ３的相互作用，使得大量的Ｓ１從電極表面分離，ＤＮＡ的磷酸骨架減少，，靜逡逑電斥力減少使得氧化還原峰的電流增大。逡逑ＥＩＳ也是常用的研宄電極表面ＤＮＡ修飾過(guò)程的方法。通常來(lái)說(shuō)，半圓直徑逡逑對(duì)應(yīng)于電子轉(zhuǎn)移電阻（Ｕ
【學(xué)位授予單位】：南京師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TP212.3;TS207.4

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本文編號(hào)：2698640