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RNA甲基化修饰在RNA的正常功能中起着至关重要的作用，影响着RNA的分子结构和稳定性，在胚胎发育过程中起着潜在的作用。研究表明，RNA甲基化在环境应激、核糖体生物发生、抗生素耐药性等方面发挥重要作用，可作为肿瘤标志物，对预防癌症具有一定的临床应用价值。因此，定量和定性检测RNA甲基化是非常重要的。目前，RNA甲基化的检测方法包括二维薄层色谱、高效液相色谱、定量质谱分析和甲基化RNA免疫沉淀后测序以及电化学传感器和光电化学传感器。本课题组选择了灵敏度高、操作简单的光电化学传感器检测两种主要的RNA甲基化修饰，即N6-甲基腺嘌呤（m6A）和N1-甲基腺嘌呤（m1A）。因为在RNA序列中，两种甲基化分子以核苷酸的形式存在，因此本论文分别以m6A和m1A的核苷酸为检测对象。
(1)以黑色二氧化钛（B-TiO2）和三氧化二铋（Bi2O3）为光活性材料，以[Ru(bpy)3]2+掺杂的金属有机骨架（MOF）为信号放大单元，构建了一种新型的光电化学免疫传感器，用于m6A的检测。首先制备了Bi2O3/B-TiO2/ITO电极，然后用金纳米粒子（AuNPs）修饰，为m6A抗体的锚定提供位点。通过抗体免疫反应捕获m6A后，Zr基金属有机骨架材料(UiO-66)-[Ru(bpy)3]2+复合物进一步特异地附着于m6A的磷酸基上。在可见光照射下，电子供体抗坏血酸（AA）的存在，增强了光电流响应。在优化的实验条件下，该光电化学生物传感器的线性范围为0.05–30nmol·L?1，检出限为16.7pmol·L?1（S/N=3）。该方法具有较高的特异性、选择性、稳定性和重复性。此外，它还成功地用评价Pb2+对于水稻幼苗叶片总RNA中m6A影响的研究。结果表明：随着Pb2+浓度的增加，水稻幼苗叶片中m6A的表达水平降低。此工作为研究Pb2+对水稻发育的生态毒理效应提供了有益的信息。
(2)以黑色二氧化钛（TiO2-x）和硫化钼（MoS2）异质结（TiO2-x-MoS2）为光活性材料，以m6A抗体为靶分子识别试剂，以生物素功能化的磷标记（Phos-tag-biotin）为桥联剂，连接m6A和亲和素功能化的碱性磷酸酶（avidin-ALP）。借助ALP的催化作用，可将检测缓冲液中的L-抗坏血酸2-磷酸三钠盐水解生成电子供体抗坏血酸（AA）。AA可以提供电子，捕获光敏材料的空穴，改善光电响应，并增加了检测的灵敏度。在最佳条件下，m6A的检测范围为0.005–35nmol·L?1，检测限为1.67pmol·L?1（S/N=3），具有良好的选择性、重现性和稳定性。此外，运用构建的方法，研究抗生素对水稻幼苗根、茎、叶组织总RNA中m6A含量的影响。结果表明，阿莫西林，氯霉素和妥布霉素降低了水稻幼苗根，茎和叶中m6A的含量。随着抗生素浓度的增加，m6A含量下降。
(3)以钒酸铋（BiVO4）/石墨碳氮化物（g-C3N4）异质结（BiVO4/g-C3N4）作为光敏材料，聚酰胺-胺（PAMAM）和4-羧基苯基硼酸（CPBA）被用作m1A抗体固定基质，并采用Ti基金属有机骨架包裹的异质结构TiO2@NH2-MIL-125(Ti)作为信号放大。根据TiO2和磷酸基团之间的特异性相互作用，在m1A及其抗体之间进行免疫反应后，可以在电极表面特异性捕获TiO2@NH2-MIL-125(Ti)，提高传感器的光电响应，从而进一步提高检测的灵敏性。在最佳实验条件下，该生物传感器的线性范围从0.05到35nmol·L?1，检测极限低至16.7pmol·L?1（S/N=3）。这种检测策略显示出良好的检测重现性，稳定性和选择性。运用本方法研究了不同抗生素对水稻幼苗的叶，茎和根组织总RNA中的m1A含量的影响。结果表明，氯霉素、妥布霉素和四环素降低了m1A的含量，而罗红霉素和诺氟沙星增加了水稻根中m1A的含量。
(1)以黑色二氧化钛（B-TiO2）和三氧化二铋（Bi2O3）为光活性材料，以[Ru(bpy)3]2+掺杂的金属有机骨架（MOF）为信号放大单元，构建了一种新型的光电化学免疫传感器，用于m6A的检测。首先制备了Bi2O3/B-TiO2/ITO电极，然后用金纳米粒子（AuNPs）修饰，为m6A抗体的锚定提供位点。通过抗体免疫反应捕获m6A后，Zr基金属有机骨架材料(UiO-66)-[Ru(bpy)3]2+复合物进一步特异地附着于m6A的磷酸基上。在可见光照射下，电子供体抗坏血酸（AA）的存在，增强了光电流响应。在优化的实验条件下，该光电化学生物传感器的线性范围为0.05–30nmol·L?1，检出限为16.7pmol·L?1（S/N=3）。该方法具有较高的特异性、选择性、稳定性和重复性。此外，它还成功地用评价Pb2+对于水稻幼苗叶片总RNA中m6A影响的研究。结果表明：随着Pb2+浓度的增加，水稻幼苗叶片中m6A的表达水平降低。此工作为研究Pb2+对水稻发育的生态毒理效应提供了有益的信息。
(2)以黑色二氧化钛（TiO2-x）和硫化钼（MoS2）异质结（TiO2-x-MoS2）为光活性材料，以m6A抗体为靶分子识别试剂，以生物素功能化的磷标记（Phos-tag-biotin）为桥联剂，连接m6A和亲和素功能化的碱性磷酸酶（avidin-ALP）。借助ALP的催化作用，可将检测缓冲液中的L-抗坏血酸2-磷酸三钠盐水解生成电子供体抗坏血酸（AA）。AA可以提供电子，捕获光敏材料的空穴，改善光电响应，并增加了检测的灵敏度。在最佳条件下，m6A的检测范围为0.005–35nmol·L?1，检测限为1.67pmol·L?1（S/N=3），具有良好的选择性、重现性和稳定性。此外，运用构建的方法，研究抗生素对水稻幼苗根、茎、叶组织总RNA中m6A含量的影响。结果表明，阿莫西林，氯霉素和妥布霉素降低了水稻幼苗根，茎和叶中m6A的含量。随着抗生素浓度的增加，m6A含量下降。
(3)以钒酸铋（BiVO4）/石墨碳氮化物（g-C3N4）异质结（BiVO4/g-C3N4）作为光敏材料，聚酰胺-胺（PAMAM）和4-羧基苯基硼酸（CPBA）被用作m1A抗体固定基质，并采用Ti基金属有机骨架包裹的异质结构TiO2@NH2-MIL-125(Ti)作为信号放大。根据TiO2和磷酸基团之间的特异性相互作用，在m1A及其抗体之间进行免疫反应后，可以在电极表面特异性捕获TiO2@NH2-MIL-125(Ti)，提高传感器的光电响应，从而进一步提高检测的灵敏性。在最佳实验条件下，该生物传感器的线性范围从0.05到35nmol·L?1，检测极限低至16.7pmol·L?1（S/N=3）。这种检测策略显示出良好的检测重现性，稳定性和选择性。运用本方法研究了不同抗生素对水稻幼苗的叶，茎和根组织总RNA中的m1A含量的影响。结果表明，氯霉素、妥布霉素和四环素降低了m1A的含量，而罗红霉素和诺氟沙星增加了水稻根中m1A的含量。