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肿瘤是目前危害人类健康最严重的疾病之一,在全球范围内都有着高发病率和高死亡率。现阶段,对于肿瘤患者而言,早发现和早治疗是提高生存率和改善预后的关键,因此,对肿瘤患者进行早期诊断至关重要。检测肿瘤标志物是肿瘤早期诊断的方法之一,然而现有肿瘤标志物检测方法普遍存在着检测步骤复杂、费时且灵敏度较低等缺点,而对于新发现的肿瘤标志物而言,则亟需探索和建立高灵敏和高特异性的检测方法,以实现对肿瘤患者的早期诊断。电化学生物传感器有着灵敏度高、简单快速和成本低廉等优点,因此,在本论文工作中,我们基于DNA发夹结构构建了两种电化学生物传感器,实现了几种肿瘤标志物灵敏、特异和高效的检测分析。1.检测急性髓性白血病标志物Siglec-5的新方法在本论文工作中,我们基于DNA发夹结构和核酸适配体构建了新型的电化学生物传感器,用于检测急性髓性白血病标志物Siglec-5。我们在所设计的DNA发夹结构的5’-末端修饰了巯基-SH,使得该发夹结构可以通过Au-S键修饰在金电极表面;同时,在3’-末端修饰了亚甲基蓝MB,由于发夹结构的特性,3’-末端的MB靠近电极表面,因此能检测得到较大的MB信号。在实验过程中,Siglec-5适体首先与连接在金电极表面的DNA发夹结构相结合,发夹结构被打开,MB远离电极表面,此时得到的MB信号减弱;然而当检测体系中存在Siglec-5时,由于亲和力的不同,Siglec-5适体与Siglec-5相结合,修饰在电极表面的DNA重新形成发夹结构,由此拉进了 MB与电极的距离,MB信号由弱变强。所以,通过MB信号的变化,利用简单的电化学工作站,我们实现了对Siglec-5的高效、灵敏且特异的检测,为未来临床诊断中该肿瘤标志物的检测分析诊断提供了新方法。2.同时检测两种肝癌血清标志物的新方法在本论文工作中,我们在前述工作的基础上,将DNA发夹结构设计进行了改进,设计了一种新型的电化学传感探针(Electrochemical Sensing Probe,ESP),用于同时检测AFP和miR-16两种肝癌标志物。ESP包含了 miR-16的互补序列和AFP的适体序列,因此该传感探针可以同时捕获两种肿瘤标志物。当miR-16结合到ESP上时,miR-16与ESP杂交后将发夹结构打开,此时可以检测到MB电化学信号的降低,提示检测体系中miR-16的存在;而当我们将预先制备好的ConA-AgNPs加入到检测体系中后,由于ConA-AgNPs与AFP可以通过糖苷键相结合,从而能够检测到银纳米颗粒的电化学信号,因此实现了对miR-16和AFP的同时检测。在这个电化学传感系统中,由于MB和AgNPs可针对miR-16和AFP两种肝癌标志物产生两个互不干扰的的信号,我们由此可以记录两个信号的变化。因此借助于我们所设计的探针,并利用两个互不干扰的电化学信号,实现了对miRNA和蛋白质肿瘤标志物的同时检测。与之前传统的检测单一肿瘤标志物的方法相比,该项工作提供了一种灵敏、高效、低成本的肝癌标志物检测方法,为临床诊断中提高肝癌诊断准确性提供了新思路。