论文部分内容阅读
近年来,电化学发光生物传感技术在食品以及生物检测领域越来越受到人们的关注。与传统方法（酶联免疫吸附测定法、荧光分析法、比色法）相比,电化学发光生物传感技术具有灵敏度高、操作门槛低、时空可控性强、线性范围广等特点。但是电化学发光技术也存在信号标签电化学发光效率较低、容易受到周围环境（生物组织、pH、温度）影响的问题,所以亟需建立一种高准确性、高灵敏度的检测方法。针对传统的电化学发光传感器所存在的不足,将DNA纳米技术引入到电化学发光传感器中,极大的提高了检测性能,尤其是灵敏度以及抗干扰能力。本文将DNA纳米技术以及功能化的纳米材料与电化学发光传感技术相结合,从降低检测限与提高抗干扰能力的角度入手,构建了两种不同的电化学发光传感器,并将其应用于食品毒素以及动物疾病标记物的检测。主要的研究内容及成果如下:1.基于DNA等温扩增技术的电化学发光传感器用于狂犬病病毒寡核苷酸检测狂犬病病毒主要传播途径是由带毒动物咬伤人后而发生感染,而狂犬病病毒寡核苷酸主要存在于动物的生物组织（如唾液腺）,但是其在唾液中的含量较低,传统的电化学发光（ECL）传感器远不能达到需要的检测限。因此,提出基于DNA扩增技术的ECL传感器用于超灵敏检测狂犬病病毒寡核苷酸。首先合成了介孔二氧化硅纳米球,并将大量的Ru（bpy）32+封装在硅球中并使用一段栅极DNA（ssDNA）将硅球孔道封闭,随后采用DNA等温扩增技术,在目标物存在的条件下,可以扩增得到的大量的与ssDNA互补的产物DNA（Product DNA）序列,该序列可以打开硅球的孔道,释放出孔道中大量的Ru（bpy）32+ECL信号分子,从而达到信号放大的目的。该方法对狂犬病病毒寡核苷酸以及唾液样品的检测均表现出较好的分析性能。前者的检测范围是1.0×10-14 mol/L1.0×10-8 mol/L,检测限（LOD）是1.885×10-15mol/L（S/N=3）。2.基于适配体技术的比率型电化学发光传感器用于食物中黄曲霉毒素B1检测黄曲霉毒素B1（AFB1）是一种已知的毒性最大的化学致癌物。AFB1通常存在于玉米、小麦等食品中,对人体健康危害极大。而食物样品常常又较为复杂,传统的ECL传感在检测时很容易出现假阴性、假阳性等情况。开发简便、准确、灵敏的检测食品中AFB1的分析方法仍是一个挑战。本文在双信号策略的基础上,设计了一种用于AFB1准确、灵敏检测的比率型适配体传感器。首先使用电化学方法作为模型验证AFB1与其适配体（aptamer）的特异性相互作用,其中二茂铁（Fc）修饰的DNA序列和亚甲基蓝（MB）修饰的DNA序列作为双信号。AFB1与其aptamer之间的特异性相互作用通过Fc的“信号打开”模式和MB的“信号关闭”模式得到了验证。随后,电化学传感器进一步扩展到电化学发光适配体传感器（ECL aptasensor）的构建。在ECL系统中,由CdTe/CdS/ZnS量子点（QDs）和鲁米诺（luminol）产生ECL信号作为双信号。辣根过氧化物酶修饰的金纳米棒（HRP/Au NRs）作为猝灭剂/增强剂,通过ECL能量转移猝灭QDs的ECL信号,同时催化H2O2增强luminol的ECL信号。由于比率型传感具有自校正能力,即使在复杂的样品中,两种比率型aptasensor对AFB1均表现出准确、灵敏的分析性能,线性范围为5.0×10-12 mol/L1.0×10-9 mol/L,LOD分别为4.3×10-13 mol/L和1.2×10-10 mol/L（S/N=3）。