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基于适配体的微悬臂阵列传感器是将适配体以自组装单分子层(SAM)的方式修饰到悬臂梁表面作为传感识别单元,当目标分子存在时与适配体相互作用,导致悬臂表面应力变化引起悬臂偏转(或振动频率变化),利用悬臂偏转(或振动频率变化)与目标分子浓度之间的关系构建的检测方法。这种方法能够将悬臂表面化学反应的信息转化为悬臂的机械运动,具有操作简单、检测灵敏、无标记等优点。本论文基于这种传感器的悬臂偏转模式主要进行了以下内容的研究:1.利用黏蛋白1(MUC1)和适配体相互作用诱导微悬臂梁表面应力发生变化的原理成功地构建了检测上皮肿瘤标志物MUC1新方法,方法简单,无需标记,并具有具有良好的灵敏度和选择性,线性范围在5到500 nmol/L,最低检测限为0.9 nmol/L(信噪比为3);同时根据微悬臂梁传感器的动态偏转信号,提出了 MUC1与适配体结合的动态过程模型;以MUC1作为乳腺癌细胞MCF-7的肿瘤标志物,直接识别检测人乳腺癌细胞MCF-7,检测限为213 cells/mL;为癌症的早期诊断和生物分析提供了参考。2.利用金纳米粒子(Au NP)-DNA复合物作为信号放大策略,以基于适配体的微悬臂梁阵列为检测平台,构建了检测多巴胺的新方法。将Au NP-DNA复合物与修饰到微悬臂的适配体结合,当多巴胺存在时,适配体捕获多巴胺并释放Au NP-DNA复合物,导致悬臂偏转,检测线性范围为0.5至4μmol/L,在信噪比为3时最低检测限为77.3 nmol/L;通过Au NP-DNA复合物的引入实现了对检测信号的放大作用,与仅由适配体功能化的微悬臂传感器相比,检测多巴胺的能力提高了约15倍;这种将Au NP-DNA复合物引入纳米机械换能器的方法可进一步扩展到对各种低分子量样品的检测中,为使用纳米粒子作为信号放大策略检测其他分子提供了借鉴。3.利用微悬臂多阵列和适配体、抗体对靶标具有不同的结合位点的特性,结合毛细管独立修饰技术,构建适配体-分析物-抗体的夹心结构同时检测了两种生物标志物甲胎蛋白(CEA)和癌胚抗原(AFP),检测限分别为1.3 ng/mL和0.6 ng/mL,与未使用三明治结构的传感器相比检测信号分别提高了 7倍和12倍;在本工作中采用的实时监测悬臂轮廓的读出技术,与传统的光束偏转技术相比,这种技术提供的是悬臂轮廓的绝对值,并在较短的时间内实现快速检测。这种微悬臂梁阵列传感系统在检测双组份的同时也增强了检测的灵敏度,为实现生化多组分的同时检测提供了参考。