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随着人类对核酸结构及功能的深入研究,基于核酸的电化学生物传感器所能运用的领域正在不断发展和拓宽,而不仅仅是对特殊序列的目标核酸进行检测。将核酸探针作为传感平台检测其他目标物质(包括重金属离子、蛋白质和药物等)已经成为广大科学工作者们的研究趋势。本文利用DNA和RNA核酸链作为生物敏感元件,制备了三种新颖简单的电化学生物传感器,并用于重金属离子和蛋白质的检测。论文主要包括以下四个方面: 第一章:综述电化学生物传感器的种类、研究进展以及应用。 第二章:制备了一种基于DNA核酸链构型转换,用于同时检测汞离子(Hg2+)和银离子(Ag+)的电化学传感器。两种分别标记有二茂铁和亚甲基蓝的特殊序列探针DNA通过金-硫键同时连接到金纳米粒子修饰电极的表面上。在Hg2+和Ag+存在的时候,由于T-Hg2+-T和C-Ag+-C结构的形成,探针DNA由起初弯曲的直链结构折叠成类似于“发卡式”的双链结构,使得一开始远离电极表面的二茂铁和亚甲基蓝同时靠近电极表面,电子传递距离缩短,响应信号增强。采用差示脉冲伏安法测量和记录不同浓度的Hg2+和Ag+对应着的二茂铁和亚甲基蓝信号的变化情况。在最优实验条件下,二茂铁的信号变化值与Hg2+的浓度在0.1~30 nM范围内呈良好的线性关系,检出限为0.05 nM;而亚甲基蓝的信号变化值与Ag+的浓度在0.1 nM~40 nM范围内呈良好的线性关系,检出限为0.05 nM。 第三章:制备了一种基于适配体和金属离子标记纳米材料作为信号探针,用于C反应蛋白(CRP)检测的电化学适体传感器。RNA适配体通过金-硫键固定到金纳米粒子修饰电极的表面上,CRP通过其与RNA适配体之间的特殊识别作用而被固定到电极表面上。作为简单载体的金纳米粒子用于抗体和信号分子(铜离子)的固定。在CRP存在的情况下,通过免疫反应,表面负载有抗体和信号分子的金纳米粒子生物复合物被固定到修饰电极的表面上,形成一种“夹心型”免疫结构。采用方波伏安法检测和记录电化学响应信号。在最优实验条件下,铜离子的峰电流值与CRP的浓度在0.05~80 ng mL-1范围内呈良好的线性关系,检出限为0.025 ng mL-1。 第四章:制备了一种基于适配体的新型电化学适体传感器用于C反应蛋白(CRP)的检测。作为捕获探针的RNA适配体通过金-硫键固定到金纳米粒子修饰电极的表面上,由于CRP可以和RNA适配体之间发生特殊识别作用,从而将其固定到电极表面上。具有较大比表面积的二氧化硅-金纳米粒子复合物不仅可以作为载体,还可以实现信号放大。在CRP存在的情况下,通过免疫反应,表面负载有大量抗体和信号分子(锌离子)的二氧化硅-金纳米粒子复合物被固定到修饰电极的表面上,形成一种“夹心型”结构。采用方波伏安法检测和记录相应的信号值。在最优的实验条件下,锌离子的峰电流值与CRP的浓度在0.005~125 ng mL-1范围内呈良好的线性关系,检出限为0.0017 ng mL-1。