基于氧化石墨烯的电化学发光凝血酶适配体传感器的研究及应用

• 作 者: 王晓艳
• 机 构: 南开大学
• 出 处: 南开大学
• 发表日期: 2013年期
• 关键词: 适配体生物传感器 氧化石墨烯 电化学发光 凝血酶 特异性识别

电化学生物适配体传感器集合了电化学发光低成本、高灵敏度和设备简单的优点，以及新兴的生物识别元件适配体探针高特异性识别的性能。在各种目标物检测，尤其是DNA和蛋白质分析检测领域得到了广泛的研究和应用。电化学发光适配体传感器构建过程中有两个关键问题，即适配体的固定和电化学信号分子的标记，这两个步骤一个影响传感器的识别过程，另一个直接与电化学信号的强弱即检测的灵敏度相关。所以，迫切需要发展新型适配体固定方法和探针引入方法。本论文首先利用具有化学反应活性的碳纳米材料—氧化石墨烯，实现了适配体在电极表面的共价键合固定;其次，引用了一段经过精巧设计的功能寡聚核苷酸，将电化学发光信号分子—邻菲咯啉钌通过非共价键作用高效引入到寡聚核苷酸的双链部分;利用寡聚核苷酸与适配体之间的链杂交反应将信号分子引入到适配体上，形成具有目标物响应的探针结构，实现电化学发光适配体传感。　　氧化石墨烯通过物理作用牢固且均匀地吸附在玻碳或者金电极表面。适配体上的氨基与氧化石墨烯中羧基形成酰胺键的偶联反应完成适配体在电极表面的固定。功能寡聚核苷酸包括两个部分:适配体的互补序列和一段可以形成分子内双链的序列。因此寡聚核苷酸同时具有两种功能:与适配体的杂交引入电化学信号分子;与目标物竞争适配体的探针模型，成为传感器的识别开关。适配体与目标物凝血酶之间的高选择性和亲和力，使功能寡聚核苷酸双链破坏，被目标物替代，脱离电极表面，导致电化学发光信号的降低，以此为基础实现目标物的定量检测。该生物传感器对凝血酶的检出限为0.40pM，线性范围为0.90pM到226pM。