【摘要】：生物分子如生物小分子、核酸、蛋白質等作為生物體重要的組成部分,在生命活動過程中起著至關重要的作用,它們的含量及存在狀態(tài)與許多疾病息息相關,并直接反應生物體的健康狀況。因此,對生物分子的分析檢測在生命過程的揭示與闡明、疾病的診斷與預防、藥物的篩選及開發(fā)等方面有著重要的意義。在已報道的眾多分析檢測方法中,側流層析試紙條(LFTS)技術因其獨特的優(yōu)勢而受到越來越多研究者的關注。LFTS是近年來發(fā)展起來的一種快速檢測技術,與傳統(tǒng)實驗室檢測方法相比具有明顯的優(yōu)越性,如:快速、簡單、靈敏、便攜、經濟等。LFTS最大的優(yōu)點是它能夠在檢測室或實驗室之外的其他地方使用,且無需任何專業(yè)設施。本論文將具有優(yōu)良光學性能的熒光量子點(QDs)與LFTS技術相結合,構建了系列試紙條檢測方法用于谷胱甘肽(GSH)和堿性磷酸酶(ALP)的定性、定量分析。具體研究內容如下:1.基于Ag~+介導的熒光試紙條技術靈敏檢測GSH在本工作中,基于Ag~+的猝滅能力以及Ag~+與QDs和GSH之間不同的結合力,構建了一種新型的熒光增強型試紙條傳感平臺用于GSH含量分析。在該設計中,牛血清白蛋白(BSA)功能化的QDs作為信號標簽固定在檢測線上。當待測體系中只含Ag~+時,基于能量共振轉移效應,Ag~+能夠很好地猝滅QDs的熒光。當Ag~+和GSH同時存在時,由于Ag~+與GSH上的巰基之間具有更強的結合力,使得Ag~+優(yōu)先與GSH結合形成Ag-S鍵,所形成的螯合物不具備猝滅QDs熒光的能力,體系呈現出較強的熒光信號。隨著GSH濃度的增加,檢測線上QDs的熒光逐漸增強,通過監(jiān)測檢測線上熒光強度的變化來定量溶液中GSH的濃度。在最佳優(yōu)化實驗條件下,本方法對GSH的檢測限低至25 nM,并成功用于實際樣本中GSH含量分析。2.基于Ce(IV)離子介導的熒光試紙條技術快速檢測ALP在本工作中,基于QDs熒光試紙條,以三磷酸腺苷(ATP)為底物,開發(fā)了一種快速檢測ALP含量的方法。在該設計中,四價鈰離子(Ce(IV))能夠有效猝滅QDs的熒光;當加入ALP時,ALP催化底物ATP水解生成磷酸根,生成的磷酸根與Ce(IV)離子配位結合,體系熒光恢復。基于此原理,成功實現了對緩沖體系中ALP含量的快速檢測(5分鐘),檢測限低至1.1 U/L。該方法進一步被成功用于實際樣本中ALP的檢測。3.基于二氧化錳納米片層介導的比色/熒光雙模試紙條靈敏便攜檢測ALP在本工作中,基于二氧化錳(MnO_2)納米片層良好的猝滅效率及聚集可生成棕色比色信號的能力,結合QDs的熒光信號,發(fā)展了一種比色/熒光雙模檢測ALP的方法。在該設計中,將QDs-BSA固定在檢測線上作為信號標簽,在沒有ALP存在時,MnO_2納米片層聚集吸附在檢測線上,呈現出裸眼可見的棕色信號并用于定性分析。同時,基于熒光內濾效應,檢測線上QDs的熒光無法被激發(fā)而呈猝滅狀態(tài)。在ALP存在的情況下,ALP可以催化L-抗壞血酸2-磷酸(AAP)水解生成抗壞血酸(AA),AA能將MnO_2還原成Mn~(2+),引發(fā)MnO_2納米片層的消解,檢測線上棕色信號逐漸消失,同時熒光恢復。通過分析檢測線上比色和熒光信號強度的變化,成功實現了對ALP的定性、定量檢測,檢測限為0.7 U/L。最后,將該雙模檢測平臺用于人血清樣本中ALP的測定,并得到滿意的結果。
【圖文】：

5圖 1.1 生物分子檢測方法：（A）（B）熒光分析法方法[35,36]；（C）（D）SERS 法[37,38]；（E）（F）電化學分析法[39,40]；（G）HPLC[41]；（H）（I）比色法[24,42]。比色法、熒光分析法、電化學分析法、SERS 以及 HPLC 等經典的分析方法在生物分子的分析檢測領域有著不可忽視的地位，，已經成功應用于多種生物分子的定量檢測中。作為實驗室常用的分析方法，它們的優(yōu)勢及特點顯而易見，如靈敏度高、方法經典、技藝成熟等；但是也存在一些缺陷，如需要復雜的儀器設備、專業(yè)的技術人員、重復性較差、無法實現即時檢測等，因此很難在實驗條件較差、醫(yī)療條件落后的地區(qū)推廣使用。正因為這些方法的不足，促使著研究人員開發(fā)具有普適性的分析檢測方法。近年來，將側流層析試紙條技術與納米材料相結合，為生物分子的檢測提供了新的思路，在生物分析檢測領域展現出廣闊的應用前景。

術（Lateral flow chromatography test strip，LFTS）[52-54]是基于 POCT 發(fā)展起來的一種快速定性、定量分析策略。與傳統(tǒng)實驗室檢測方法相比，LFTS 具有明顯的優(yōu)越性，如：快速、簡單、便攜、經濟易推廣等。20 世紀 80 年代早期，第一個商業(yè)化的試紙條被開發(fā)出來，它以金納米顆粒作為信號標簽，用于人絨毛膜促性腺激素（human chorionic gonadotropin，HCG）的檢測[55]，通過金納米顆粒顏色強度的變化，裸眼可以直接觀察檢測結果。但由于這種基于膠體金的試紙條只能用于定性及半定量分析而無法實現定量檢測，因此依舊無法滿足時代發(fā)展的需求。納米材料的蓬勃發(fā)展為 LFTS 技術提供了新的機遇與方向，使 LFTS 成為生物化學分析領域極具發(fā)展?jié)摿Φ臋z測方法之一。1.2.1 側流層析試紙條的組成LFTS 的組成較為簡單，一般由樣品墊、結合墊、硝酸纖維素膜、吸水墊依次粘貼于 PVC 底板上，通過剪切得到長 6-7 cm，寬 4-6 mm 的紙條而成，如圖1.2 所示。
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：O657.3;Q503

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本文編號：2609980