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在现代农业生产中,人们需要使用农药来防治害虫、杂草等从而达到提高农作物产量的目的。其中有机磷农药(OPs)因其效率高、半衰期短、易降解等特性在农业中得到广泛使用。然而,过度使用OPs会给环境和人体健康带来不同的危害。具体来说,环境中残留的OPs会通过呼吸以及进食食物等途径随着呼吸道进入人体,一方面进入人体的OPs会显著抑制乙酰胆碱酯酶(ACh E)的活性。一旦ACh E活性被OPs抑制,将会导致神经系统的紊乱,进而诱导神经性疾病的发生;另一方面,进入人体的OPs也会损伤基因组DNA。如果损伤的DNA得不到及时的修复,将会导致损伤处的突变、缺失等,进而引发神经性疾病、癌症的发生甚至细胞的凋亡。因此,为了维持基因组DNA的完整性,细胞会衍生出多种DNA修复酶,以快速识别和高效修复多种类型的DNA损伤。其中,聚腺苷二磷酸核糖聚合酶-1(PARP-1)作为一种重要的DNA聚合酶,积极参与DNA的修复过程。但是当PARP-1处于过度表达水平时,同样会引起一些神经性疾病和癌症的发生。因此,OPs和PARP-1作为影响人类健康的两大重要因素,构建与它们相关的检测方法显得尤为重要。本文利用荧光和电化学两种方法构建了两种生物传感器来分别检测OPs和PARP-1的含量。本文主要内容如下:(1)基于Oli Green对T-Hg2+-T DNA特异性响应构建了一种灵敏检测OPs的生物传感器。Oli Green是一种非荧光染料。然而,当存在不同碱基或DNA结构时,其荧光强度差异很大。一般来说,在富含T或G碱基的ss DNA存在时,Oli Green会在~525 nm处发出强荧光。但本文发现Oli Green在刚性T-Hg2+-T DNA结构中比在poly(T)中发出更强的荧光。基于此,构建了一种检测OPs的荧光传感器。ACh E水解乙酰硫代胆碱(ATCh)生成硫代胆碱(TCh),TCh从刚性T-Hg2+-T DNA结构中捕获Hg2+形成TCh-Hg2+-TCh。释放的poly(30T)随后与较少的Oli Green结合,产生微弱的荧光。然而,在OPs的存在下,ACh E的活性受到抑制,较多的Oli Green与T-Hg2+-T DNA结构结合,导致荧光强度增强。该传感器对敌敌畏(DDVP)的检出范围为5.0 pg/m L~25.0 ng/m L,线性范围较宽,检出限为2.9 pg/m L,灵敏度高于文献报道的方法。(2)基于主客体识别构建了一种可再生电化学传感器用于PARP-1活性检测。在电极表面修饰单-(6-巯基-6-脱氧)-β-环糊精(SH-β-CD),以识别反式偶氮苯(trans-Azo)标记的ds DNA(trans-Azo-ds DNA)。此时,trans-Azo-ds DNA中裸露的PO43-会与Mo O42-反应生成少量的PMo12O403-,产生微弱的电流信号。在PARP-1存在下,其会催化底物烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)产生含有大量PO43-的聚腺苷二磷酸核糖聚合物(PAR)。PAR中大量的PO43-会与Mo O42-反应生成大量的PMo12O403-,产生强的电流信号。该方法有效地避免了非特异性吸附,提高了检测的准确度。更重要的是,在紫外光照射下,Azo会由反式(trans-)转变为顺式(cis-),使得Azo-ds DNA从电极表面去除,电极得以循环使用。该传感器实现了PARP-1的灵敏检测,检测范围为0.01 U~1.0 U,检出限为0.008 U,与文献报道的方法结果相当。由于它具有较高的灵敏度和选择性,有望成为临床检测的潜在工具。