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茶碱具有促进肾上腺素、去甲肾上腺素的释放、降低平滑肌张力、扩张呼吸道的药理作用,是临床上治疗哮喘、支气管炎、慢性阻塞性肺疾病的常见药物。因其治疗窗(20～100μM)较窄,茶碱在实际应用时需对其进行药物浓度监测。传统的检测方法,会受到结构类似物的干扰,给茶碱的检测带来阻碍。近年来,适配体因其成本低、易合成等特点,常用作目标物分子的特异性捕捉剂,以提高目标物分子的检测灵敏度和选择性。所以,高效、特异的适配体是准确测定茶碱的关键。充分理解适配体在与茶碱分子在结合过程中构象发生的改变,对于筛选、设计、修饰具有高亲和力、高选择性的适配体具有重要意义。因此,急需建立一种高效、准确检测适配体构象变化的新方法。本课题拟构建一种联合生物膜干涉技术(Biolayer Interferometry,BLI)、表面增强拉曼光谱(Surface-enhanced Raman spectroscopy,SERS)以及分子动力学(Molecular Dynamics,MD)模拟的分析方法,对适配体与茶碱分子结合过程中的构象变化进行确证、检测、以及全面地解释,以便更好地理解适配体与茶碱相互作用的机制。首先,利用BLI技术对本课题所选适配体与茶碱之间的亲和力大小进行测定,为之后检测适配体构象改变的研究奠定基础。其次,根据SERS具有的指纹图谱特性,测定适配体与茶碱结合前后的SERS图谱的变化,并根据变化的图谱信息,解读适配体构象改变的原因。最后,对适配体与茶碱结合的动力学过程进行模拟,运用MD模拟弥补实际实验的不足,并对结合过程的一系列参数进行计算,直观具体地展现适配体构象的变化情况。这样一种实验与计算相结合的分析模式,可以对适配体与茶碱结合全过程的构象改变有一个深入全面的了解,并对引起构象改变的原因进行简单归属。相比于经典的核磁共振或X-射线晶体衍射等技术存在样品需求量大、耗时长、操作复杂等缺点,该分析方法简便快速,样品消耗少,准确度高,可以全面检测适配体的构象变化,并对该变化进行深入剖析。本课题首次提出建立一种联合BLI-SERS-MD模拟的分析手段,综合地对适配体与配体分子的结合过程、以及结合过程中的构象改变进行测定和阐述。克服了传统的只应用一种分析方法对于研究构象变化具有不充分不全面的缺点,建立了一种简单、快速的研究适配体构象改变的分析方法。该方法不仅适用于适配体-茶碱分子的相互作用研究,同样适用于其它适配体构象改变的研究中。同时,本课题形成一种筛选、设计、修饰具有高亲和力高特异性适配体的新模式,使其更好地应用到分析检测、传感、临床诊断和治疗等各个领域。