检索结果-内蒙古大学图书馆

化学进展 2018年第2期30卷 206-224页

作者：周洋洋钟建卞晓军刘刚李亮颜娟上海海洋大学食品学院农业部水产品贮藏保鲜质量安全风险评估实验室(上海) 上海201306 上海市计量测试技术研究院生物计量实验室上海201203 中国农业科学院生物技术研究所农业部转基因植物用微生物环境安全监督检验测试中心(北京) 北京100081

食品安全是保障人类健康、提高人类生活品质的基础,同时因我国当前所处经济社会发展的阶段性,食品安全问题在中国日益凸显。目前,食品安全检测领域主要面临检测方法不多、快检技术不成熟,尤其是缺乏超痕量的检测分析技术导致的检测灵敏... 详细信息

食品安全是保障人类健康、提高人类生活品质的基础,同时因我国当前所处经济社会发展的阶段性,食品安全问题在中国日益凸显。目前,食品安全检测领域主要面临检测方法不多、快检技术不成熟,尤其是缺乏超痕量的检测分析技术导致的检测灵敏度不高等问题。信号放大技术为这些问题提供了可能的解决途径,将信号放大技术与传统检测方法相结合,实现食品中重金属、生物/化学毒素、微生物及违法添加剂等方面的痕量检测正逐渐引起人们的重视。本文从四种主要的信号放大技术与该技术在食品安全检测中的研究现状、发展趋势两方面进行了概述,并展望了信号放大技术在食品安全检测领域的研究重点和未来的发展前景。

关键词：信号放大技术食品安全食品污染物生物传感器纳米材料核酸扩增

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基于末端转移酶核酸信号放大技术的沙门氏菌比色适配体传感器

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分析化学 2021年第8期49卷 1289-1299页

作者：张倩雯陈谦卞晓军颜娟上海海洋大学食品学院上海水产品加工及贮藏工程技术研究中心农业部水产品贮藏保鲜质量安全风险评估实验室(上海)

以鼠伤寒沙门氏菌(***)作为目标菌,制备了基于醛基化磁珠(Aldehyde magnetic beads, Mbs)、酶切技术和末端转移酶(Terminal deoxynucleotidyl transferase, TdT)介导的信号放大技术可用于食品安全的比色适配体(Aptamer, Apt)传感器(Aptasensor)。首先利用***适配体及与其序列互补的捕获探针(Capture probe, CP)制备了Mbs@dsDNA(Double-stranded DNA, dsDNA)杂交复合物,当待测物中含有***时,磁珠表面的适配体序列与其发生特异性结合,从磁珠表面释放,并通过磁响应去除;此时,磁珠表面的捕获探针自身回折,部分碱基互补配对并形成酶切识别区。限制性内切酶Ⅰ(EcoRⅠ)酶切后获得3′-OH端,在末端转移酶的作用下催化脱氧核苷酸(dNTPs)结合到3′-OH端,获得长单链DNA(Single stranded DNA, ssDNA)产物。在此过程中,信号报告分子不断嵌入ssDNA中,从而获得增强的检测信号。当待测物中不含***时,由于捕获探针与适配体3′-OH端均被磷酸基团封闭,并且无酶切过程产生的3′-OH端,因此无法引发TdT信号放大反应。比色适配体传感器对10～1～10～5 CFU/mL浓度范围内的***具有良好的响应性能,检出限低至21 CFU/mL,具有较高的灵敏度和特异性。此传感器检测牛奶样品中***的回收率为92.2%～112.7%(RSD<3%),在食品安全和污染物检测及监管方面具有潜在的应用价值。

关键词：生物传感器适配体信号放大技术食源性疾病食品安全

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纳米信号放大技术在液晶生物传感器中的应用进展

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分析试验室 2019年第11期38卷 1359-1365页

作者：苏秀霞徐佳张婧栾崇林霍文静陕西科技大学教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室西安710021 深圳职业技术学院应用化学与生物技术学院深圳518088

液晶生物传感器是一种基于液晶垂直取向变化构建的新型生物传感器,因其具有特异性好、灵敏度高、检测限低等优点,被广泛用来检测生物分子。在对生物分子的检测过程中,纳米信号放大技术在液晶生物传感器中扮演着重要的角色。本文综述了... 详细信息

液晶生物传感器是一种基于液晶垂直取向变化构建的新型生物传感器,因其具有特异性好、灵敏度高、检测限低等优点,被广泛用来检测生物分子。在对生物分子的检测过程中,纳米信号放大技术在液晶生物传感器中扮演着重要的角色。本文综述了液晶生物传感器的制备方法及近年来国内外纳米信号放大技术在液晶生物传感器检测中的研究进展,最后展望了新型纳米材料信号放大技术在液晶生物传感器中的研究方向。

关键词：液晶生物传感器信号放大技术综述

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基于信号放大技术的适体生物传感器研究进展

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生物技术通报 2015年第1期31卷 67-72页

作者：薛茗月覃英凤李健叶高杰湛志华广西师范大学化学与药学学院药用资源化学与药物分子工程教育部重点实验室桂林541004 桂林师范高等专科学校桂林541001

信号放大技术因其能实现低浓度分子检测,灵敏度高而在多个研究领域发展非常迅速。而适体作为识别分子已成功应用于多种生物传感器平台,在医疗诊断、环境检测、生化分析中显示出良好的应用前景。近年来,以适体为识别元件的生物传感器越... 详细信息

信号放大技术因其能实现低浓度分子检测,灵敏度高而在多个研究领域发展非常迅速。而适体作为识别分子已成功应用于多种生物传感器平台,在医疗诊断、环境检测、生化分析中显示出良好的应用前景。近年来,以适体为识别元件的生物传感器越来越受到人们的关注。综述了近3年来基于信号放大技术的适体生物传感器研究新发展。

关键词：信号放大技术适体生物传感器

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基于纳米材料信号放大技术的生物传感器研究进展

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传感器与微系统 2024年第5期43卷 6-10页

作者：王登岭崔传金陈宏硕张文思王义涛孙淼华北理工大学电气工程学院河北唐山063210

生物传感器具有成本低、灵敏度高、检测速度快等优点,被广泛应用于食品安全、生物医学和环境检测等领域。信号获取是生物传感器构建过程中非常重要的一个环节,信号放大技术的应用能有效提高传感器性能。其中,纳米材料的信号放大技术在... 详细信息

生物传感器具有成本低、灵敏度高、检测速度快等优点,被广泛应用于食品安全、生物医学和环境检测等领域。信号获取是生物传感器构建过程中非常重要的一个环节,信号放大技术的应用能有效提高传感器性能。其中,纳米材料的信号放大技术在提高生物传感器的灵敏度以及加快检测速率等方面发挥着重要的作用。本文对纳米材料信号放大技术的研究现状进行了综述,并对该技术进行了展望。

关键词：生物传感器信号放大技术纳米材料

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基于功能性核酸和信号放大技术的生物传感平台的构建与应用

基于功能性核酸和信号放大技术的生物传感平台的构建与应用

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作者：薛钰中国科学技术大学

学位级别：博士

生物分析以研究生物分子含量、结构和功能为主要内容,是现代分析技术的重要组成部分。其中,生物传感器作为多学科交叉的生长点,涉及物理、化学、生命科学和信息科学等众多学科和技术,是进行生物分析的主要方法之一。基于准确、快速、操... 详细信息

生物分析以研究生物分子含量、结构和功能为主要内容,是现代分析技术的重要组成部分。其中,生物传感器作为多学科交叉的生长点,涉及物理、化学、生命科学和信息科学等众多学科和技术,是进行生物分析的主要方法之一。基于准确、快速、操作简便以及能够重复使用等特点,生物传感器在分析化学、生命科学研究、临床分析与诊断、环境质量监测以及食品科学等众多领域都有着广泛的应用前景。本论文首先对生物传感器的概念、原理和分类进行了系统地概括,然后介绍了功能性核酸及信号放大技术的基本概念和分类,并探究了它们在生物分析领域的应用潜力。最后,以提高生物传感器的性能为目标,我们利用功能性核酸和信号放大技术的特点并借助双偏振干涉和电化学等技术的优势,构筑了更为灵敏、准确且多功能的新型生物传感器,具体工作内容如下:1.将镉离子(Cd2+)的核酸适配体与双偏振干涉技术(DPI)结合并采用层层组装的方法,我们构建了具有双层传感平台的镉离子适配体传感器,用于探究Cd2+与适配体之间的相互作用机制并对Cd2+定量检测。结合其它光谱表征方法(紫外-可见吸收光谱、圆二色光谱、傅里叶变换红外光谱),我们揭示了Cd2+与适配体相互作用机制对Cd2+浓度的依赖性,以及相互作用过程中适配体的实时构象变化。根据实时质量结合曲线,我们对Cd2+进行了定量检测并计算出二者结合的动力学常数。结果显示,该传感器在Cd2+检测方面表现出较高的灵敏度、特异性、以及较好再生性。依此发展的新型传感平台具有简单、灵敏、可再生、多通道同时检测以及同时获得相互作用的动力学信息等优点。2.将转导发夹(THP)引入立足点介导的链取代反应(TSDR)形成三足DNAzyme步行器,我们首次构建了免标记、灵敏的电化学生物传感器用于目标核酸的检测。首先,电化学和DPI技术详细验证了该生物传感策略的可行性。该传感策略利用TSDR的循环扩增和具有高效催化能力的三足DNAzyme步行器实现对输入信号的放大,使传感器灵敏度显著提高,对目标miRNA-155的检测限低至0.27 fM。THP的精准设计和引入使该方法具有较高的特异性和通用性。针对不同核酸序列的检测,无需改变传感器主回路,只需重新设计THP的部分序列。此研究为核酸生物标志物的灵敏和特异性检测提供了一种简单有效的方法。3.将等温无酶的催化发夹自组装(CHA)、杂交链反应(HCR)以及铜基金属有机框架(Cu-MOFs)等信号放大方法相结合,我们建立了一种免标记、高灵敏的新型电化学生物传感器。该传感体系主要包括均相溶液的CHA过程和电极表面的HCR过程。其中,金纳米颗粒修饰的Cu-MOFs和参与HCR过程的DNA偶联,使得Cu-MOFs被引入HCR过程,最终大量的Cu-MOFs被固定在电极表面产生强的电化学信号。我们把基于核酸的等温无酶信号放大技术和基于纳米材料的信号放大技术巧妙地结合在一起,不仅实现了对输入信号的级联放大,还通过Cu-MOFs实现了对输出信号的放大。该传感器准确且灵敏地检测了 miRNA-21,检测限低至0.02 fM,并在实际应用中表现出潜能。4.基于细胞外DNA(血清、血浆等体液中游离的DNA)是某些疾病或者早期癌症诊断的重要标志物,我们将等温、无酶的动力学DNA自组装信号放大技术(CHA和HCR)与功能性核酸(金属离子依赖的DNAzyme、G四链体)偶联,构建了一种高灵敏、新型的电化学/荧光双模式生物传感器用于准确地检测目标DNA。该传感体系包括涉及了 Mg2+依赖的DNAzyme(Mg2+-DNAzyme)的CHA-HCR级联放大回路和电化学/荧光双信号读出机制。为了证明该传感策略的通用性和有效性,我们选择与microRNA等核酸生物标志物具有相似序列长度的任意DNA片段作为目标DNA。当目标DNA存在时,级联放大回路被启动,最终产生大量亚甲基蓝标记的电化学信号链以及荧光信号单元(硫代黄素T/G-四链体复合物),二者同时输出强的电化学和荧光信号。Mg2+-DNAzyme涉及的CHA-HCR级联循环放大过程、DNA四面体(DTN)修饰电极以及硫代黄素T与G-四链体的特异性结合使该传感器的灵敏度和特异性显著提高。两种信号在DNA检测方面均表现出优异的性能。该传感策略两个独立的信号读出体系保证了检测的准确性,为构建更优分析性能的双模式传感器提供了新思路。

关键词：双偏振干涉技术功能性核酸信号放大技术电化学生物传感器荧光信号双信号输出

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基于信号放大技术的电化学发光生物传感器及DNA分子逻辑器件的构筑

基于信号放大技术的电化学发光生物传感器及DNA分子逻辑器件的构筑

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作者：朱丽萍中国科学技术大学

学位级别：博士

本论文先总结了电化学发光(ECL)的基本概念、原理、典型反应体系、常见的ECL生物传感器分类以及信号放大技术在ECL生物传感中的应用,介绍了 DNA分子逻辑体系的概念、大致分类、应用、急性心肌梗死的概况及其生物标志物等内容。然后围绕... 详细信息

本论文先总结了电化学发光(ECL)的基本概念、原理、典型反应体系、常见的ECL生物传感器分类以及信号放大技术在ECL生物传感中的应用,介绍了 DNA分子逻辑体系的概念、大致分类、应用、急性心肌梗死的概况及其生物标志物等内容。然后围绕着ECL生物传感器研究中普遍关注的一些关键问题(如灵敏度、选择性、稳定性、重复性、普适性等)和DNA分子逻辑器件的运行能力的提高开展了以下研究:一、构筑基于信号放大技术的单信号输出ECL传感体系。具体包含以下两个工作:(一)以金簇(Au NCs)作为ECL发光体,以杂交链式反应(HCR)为信号放大策略构筑了一个灵敏的“signal-on”型ECL免疫传感器检测心肌肌钙蛋白Ⅰ(cTnⅠ),检测限为1.01 fg/mL。该免疫传感器只需改变相应的抗体就可以很容易地扩展用于其他生物标志物的检测。(二)以CdSe/ZnS量子点作为发光材料,以H2O2和K2S2O8作为双共反应试剂,引入依赖于Mg2+的DNAzyme的双重酶切循环和催化发卡组装(CHA)组成级联放大体系,构建了一个灵敏可控的“signal-off”型传感平台。由于DNAzyme的识别序列具有可调控性,分别将目标DNA的互补序列、ATP的适配体序列以及富含胞嘧啶C的序列编码到DNAzyme的识别区域,可实现DNA、ATP和Ag+的灵敏检测,检测限分别为35 aM、3.71 fM 和 0.28pM。二、构筑基于信号放大技术的比率型ECL传感体系。具体包含以下几个工作:(一)引入ECL共振能量转移(ECL-RET)信号放大技术,分别以金纳米颗粒功能化的石墨相碳化氮(Au-g-C3N4)和Au NCs作为能量的供体和受体,构建了一种波长分辨的比率型免疫传感器检测cTnⅠ。Au-g-C3N4强而稳定的ECL信号和Au NCs的高量子产率使体系具有较高的灵敏度。Au-g-C3N4的ECL发射光谱和Au NCs的紫外吸收光谱具有良好的重叠度,并且在优化了的检测条件下Au NCs不产生ECL发射干扰,使该体系成为一个高效且无干扰的ECL-RET 比率型测量体系。(二)以DNA四面体(DTN)作为杂交反应平台,HCR作为信号放大方法,构筑了一个基于Ru(bpy)32+的ECL信号和亚甲基蓝(MB)的电化学(EC)信号的信号杂化型比率式生物传感器,准确且灵敏地检测了 miR-133a,检测限为12.17 aM。DTN可以减少核酸分子在电极表面非特异性吸附的特点,再结合靶标间接触发HCR的设计,使得传感器的构建过程无需额外的掩蔽步骤,这简化了生物传感器的组装。(三)引入双链特异性核酸酶辅助的目标物循环反应和两层CHA循环组成级联放大体系,将Ru(phen)32+的ECL信号和二茂铁(Fc)的EC信号均用作工作信号,再次构筑了一个信号杂化型比率式生物传感器,准确且灵敏地检测了 miR-499,检测限为28.75 aM。其中,Ru(phen)32+与Fc的电化学特征电位的良好分辨性,使该传感器可以避免潜在的信号干扰。三、构筑基于信号放大技术的DNA分子逻辑器件。具体包括以下几个工作:(一)引入了以二维石墨相碳化氮纳米片(GCNNs)/Ru(bpy)32+为能量供/受体对的ECL-RET策略和HCR放大技术,并根据GCNNs对单链DNA和双链DNA亲和力的显著差异构建了比率型生物传感器,准确检测了 miR-133a。此外,基于HCR触发过程的可调控性,以Hg2+和Ag+为输入信号,在T-Hg2+-T和C-Ag+-C配位键的帮助下构建了一系列逻辑门,并对逻辑门的灵敏度、抗干扰能力和实用性进行了考察。(二)以GCNNs/Ru(phen)32+作为能量供体/受体对构建了一个免标记、免固定的ECL-RET体系,并以此为基础构建了相反逻辑对(CLP)数据库。并且,通过合理设计,该免标记、免固定的ECL-RET体系不仅可以用于构建奇偶性生成/校验器检测数据传输过程中的错误信息,还可以用于构建奇偶检验器区分从0到9的自然数中的奇数和偶数。另外,基于这些CLPs,并得益于支点介导的链置换反应和HCR的可调控性,构建的波长分辨的ECL-RET体系还可以执行四输入,甚至六输入触发的级联逻辑电路,产生多达26(64)种输入组合。(三)引入外切酶Ⅲ(Exo Ⅲ)的酶切循环反应和HCR,通过不同的DNA杂交反应调控电活性染料Fc和MB对铟锡氧化物电极的扩散效率,构筑了免固定的双信号输出的电化学多功能逻辑体系。

关键词：电化学发光生物传感器急性心肌梗死生物标志物信号放大技术双信号输出 DNA分子逻辑器件

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石墨烯及信号放大技术在光分析法检测生物活性物质中的应用

石墨烯及信号放大技术在光分析法检测生物活性物质中的应用

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作者：赵婷婷青岛科技大学

学位级别：硕士

石墨烯是单层二维蜂窝状晶格结构的一种纳米材料,由于其独特的理化性质而受到了广泛的关注。光分析法操作方便实用,具有较高的灵敏度和选择性。本论文以石墨烯为平台,将光分析法与信号放大技术相结合,实现了对DNA、凝血酶、谷胱甘肽、DN... 详细信息

石墨烯是单层二维蜂窝状晶格结构的一种纳米材料,由于其独特的理化性质而受到了广泛的关注。光分析法操作方便实用,具有较高的灵敏度和选择性。本论文以石墨烯为平台,将光分析法与信号放大技术相结合,实现了对DNA、凝血酶、谷胱甘肽、DNA甲基化酶等的高灵敏度检测。本论文主要从以下三个方面展开工作： 1、基于Luminol-H2O2-HRP-荧光素-氧化石墨烯化学发光共振能量转移体系检测DNA和凝血酶的研究基于氧化石墨烯(GO)对Luminol-H2O2-HRP-荧光素化学发光共振能量转移体系的猝灭作用,构建了一种新型的化学发光生物传感器,实现了对DNA和凝血酶的灵敏测定。将荧光素标记的ssDNA通过π-π stacking吸附于GO表面,导致荧光被淬灭。当遇到目标DNA分子时,形成双螺旋结构,使荧光素标记的DNA从GO表面解离下来。采用Luminol-H2O2-HRP-荧光素化学发光共振能量转移体系,对H1V1DNA的检测限可达0.1pM。进一步根据适体与凝血酶的特异性结合作用,将荧光素标记的凝血酶适体吸附于GO表面,从而实现凝血酶的高灵敏、高选择性检测,检测限可达1.0pM。该方法拓展了化学发光在生物化学方面新的应用领域。 2、氧化石墨烯-hem in纳米探针的制备及其在谷胱甘肽检测中的应用合成了一种氧化石墨烯(GO)-hemin纳米探针用于GSH的检测。首先将巯基磁珠与2-吡啶基二硫基乙基胺结合,形成含双硫键且末端为氨基的磁珠。通过GO羧基与磁珠氨基的反应,将双硫键修饰到GO表面,同时利用GO对hemin的吸附作用,合成氧化石墨烯-hemin内米探针。对合成的纳米探针,分别进行了紫外、红外、拉曼、AFM、SEM等表征。利用GSH可以打断双硫键的特点,将GO-hemin探针在GSH的作用下解离到溶液中,通过磁性分离检测上清液的紫外-可见吸收值,可实现GSH的高灵敏检测。将该方法应用于复杂样品与肿瘤细胞的分析,表现出良好的选择性。 3、基于新型杂交链式反应-滚环复制放大技术化学发光法检测DNA甲基化的研究设计了一种新颖的杂交链式反应-滚环复制放大技术(HCR-BRCA),采用化学发光方法检测DNA甲基化酶的活性。实验分为三个阶段：1)甲基化及DNA成环过程：首先,两条互补的ssDNA杂交,加入DNA甲基转移酶以及具有相同识别位点的Dpn(?)制性内切酶,在修饰上甲基的识别位点之间将DNA链切开,分别得到两条长短不一的ssDNA。然后放入一条可与长链DNA链互补的DNA引物DNAP1、DNA P2(其末端含氨基与磁珠结合)并将末端磷酸化,加入T4连接酶使长链DNA成环。2)HCR-BRCA过程：在Klenow聚合酶/dNTPs的作用下引发滚环复制,并引入与DNA链互补的两条可发生杂交链式反应的引物DNAH1、DNA H2,末端含生物素。3)化学发光检测过程：磁性分离留磁珠,加入亲和素修饰的HRP,磁性分离,采用Luminol-H2O2-HRP-PIP体系进行化学发光检测。该体系对DNA甲基化酶的检测限可达到到0.52U/mL。

关键词：氧化石墨烯信号放大技术凝血酶谷胱甘肽 DNA甲基化

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结合信号放大技术的病毒基因SERS传感器的构建及应用研究

结合信号放大技术的病毒基因SERS传感器的构建及应用研究

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作者：刘洋南京邮电大学

学位级别：硕士

病毒是一种个体微小,结构简单,必须寄生在活细胞内的非细胞型生物,只含脱氧核糖核酸(DNA)或核糖核酸(RNA),以复制的方式增殖。病毒可以感染所有种类的生命,埃博拉病毒病、艾滋病、登革出血热、严重急性呼吸综合征和禽流感等许多严重危... 详细信息

病毒是一种个体微小,结构简单,必须寄生在活细胞内的非细胞型生物,只含脱氧核糖核酸(DNA)或核糖核酸(RNA),以复制的方式增殖。病毒可以感染所有种类的生命,埃博拉病毒病、艾滋病、登革出血热、严重急性呼吸综合征和禽流感等许多严重危害人类生命的疾病均是由病毒引起的。快速诊断病毒类型和感染情况,能够有效减少病毒性传染疾病的大面积传播与感染,为其预防和控制政策及时提供重要的科学依据。但传统病毒检测方法普遍存在检测条件苛刻、花费昂贵或检测耗时长、灵敏性有待提高等问题,因此亟待开发用于病毒现场快速、高灵敏、特异性的检测技术。近年来,表面增强拉曼散射(SERS)生物传感技术因具有超高的灵敏度和SERS光谱的“指纹”特性,被广泛应用于生物检测和分析。与此同时,越来越多的核酸放大检测技术与生物传感技术相结合,进一步提高了生物传感策略的检测灵敏度。本论文旨在以甲型流感病毒与登革病毒检测为模型,研究并提出结合SERS与核酸放大技术的病毒基因检测策略,开发用于病毒基因检测的高灵敏、特异性SERS传感器。主要研究内容及创新点如下:(1)设计并提出结合SERS和核酸外切酶III辅助DNA循环放大技术的H7N9病毒基因特征片段SERS传感策略甲型流感病毒H7N9是新近发现的高致病性禽流感病毒之一,对公众健康和禽业构成严重威胁。针对H7N9基因特征片段检测需求,设计并提出结合SERS和核酸外切酶III辅助DNA循环放大技术的SERS传感策略,实现了对于H7和N9基因特征片段的联合高灵敏、特异性检测。首先,针对H7和N9基因特征片段,分别设计捕获链(Capture)和替换链(Replace),并基于两组特殊设计的基因序列,分别实现了H7和N9基因片段的核酸外切酶III辅助DNA循环放大;然后,将循环放大产物孵育到银纳米棒阵列活性SERS基片表面,并进一步特异性捕获针对H7和N9检测而特殊设计的探针链(Probe);最后,通过SERS信号的检测,实现了对H7和N9特征基因片段的高灵敏SERS联合检测。在表征传感机理有效性,并优化表面封闭剂巯基己醇(MCH)和核酸外切酶III用量等的基础上,提出了最优的传感策略,得到了H7和N9基因片段在1 fM-100 pM的工作曲线,检测限达到每升几十阿托摩尔水平。该结合核酸外切酶III辅助DNA循环放大技术的SERS传感策略可为H7N9病毒和其他禽流感病毒的检测提供有力的工具。(2)设计并提出用于登革病毒基因检测的无酶双重信号放大SERS传感策略登革病毒在初次感染人类时会引起轻微发热,并有可能发展为更严重的登革热出血热(DHF)和登革热休克综合征(DSS),从而导致死亡。针对DENV基因检测需求,本文设计并提出了结合局域催化发夹组装(LCHA)与杂交链式反应(HCR)两种无酶放大技术的SERS传感策略,实现了对DENV基因特征片段的超灵敏、特异性检测。首先针对DENV基因特征片段,设计一组特定DNA序列,包括两个单链L1和L2,四个发夹结构C1、C2、H1、H2。首先,6种DNA与DENV基因片段在PCR管内进行LCHA辅助DNA循环放大与HCR信号放大过程,再将形成的DNA结构与银纳米棒基底一起孵育,使其捕获到SERS基底上,MCH封闭后测得SERS信号,实现对DENV基因特征片段超灵敏,特异性检测。通过PAGE凝胶电泳与SERS技术表征了传感机理的有效性,并在优化了MCH最佳使用浓度的基础上,得到了DENV基因片段在1 fM-10 nM的工作曲线,检测限达到每升几百阿托摩尔水平。该无酶双重信号放大SERS传感策略为登革病毒的快速准确检测提供了可靠的检测方法。

关键词：病毒基因 SERS 核酸信号放大技术 H7N9 登革病毒

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基于新型共反应剂和纳米材料信号放大技术的电化学发光生物传感器研究

基于新型共反应剂和纳米材料信号放大技术的电化学发光生物传感器...

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作者：王彩霞西南大学

学位级别：硕士

电化学发光（ECL）技术是一种集传统电化学的分析快速、可控性高和化学发光的灵敏度高、线性范围宽于一体的新兴技术,在诊断、临床、制药、环境和食品分析方面受到研究者们的广泛关注。鲁米诺由于发光强度高、成本低、氧化电位低,成为... 详细信息

电化学发光（ECL）技术是一种集传统电化学的分析快速、可控性高和化学发光的灵敏度高、线性范围宽于一体的新兴技术,在诊断、临床、制药、环境和食品分析方面受到研究者们的广泛关注。鲁米诺由于发光强度高、成本低、氧化电位低,成为当前应用最广泛的ECL发光体。传统共反应剂具有生物毒性、难标记、不稳定、易分解等缺点,从而限制了鲁米诺体系在ECL领域的应用。到目前为止,涉及鲁米诺的新型共反应剂的报道十分罕见。为了提高鲁米诺体系的ECL性能,开发稳定、高效的新型共反应剂用于鲁米诺体系的构建成为目前亟待解决的问题之一。纳米材料由于具有比表面积大、催化活性高、导电性好等优点,被广泛用于生物传感器的构建。若以新型共反应剂代替传统的共反应剂,再结合性能优异的纳米材料,不仅能克服传统共反应剂的缺点,优化鲁米诺/ECL体系,还能实现发光信号的二次放大,提高ECL传感器的性能。因此,本论文利用性能优异的新型共反应剂,结合多功能化的纳米材料,构建稳定而灵敏的生物传感器,实现对疾病标志物（谷胱甘肽,刀豆球蛋白,细胞色素c）的检测。具体研究内容如下:1、基于聚左旋赖氨酸为鲁米诺新型共反应剂构建谷胱甘肽电化学发光传感器该体系以过硫酸铵(（NH4）2S2O8)为引发剂,在还原氧化石墨烯（r GO）表面原位生成导电性好、发光强度高的功能化还原氧化石墨烯/聚苯胺鲁米诺纳米复合物（PLA-r GO）。以该纳米复合物为ECL信号探针,稳定、低毒的聚左旋赖氨酸（PLL）为新型共反应剂实现谷胱甘肽（GSH）的灵敏检测。聚苯胺（PANI）优异的导电性有效增强鲁米诺的导电性,r GO的大比表面积能增加发光体的负载量,有效降低非固载空间因素对ECL反应效率的不良影响。稳定、低毒的PLL作为有效的共反应剂能显著增强PLA-r GO的ECL信号,大大提高传感器的灵敏度。基于谷胱甘肽（GSH）典型的猝灭效应,PLA-r GO的ECL信号显著降低。在1.0×10-9～1.0×10-4 mol·L-1和1.0×10-4～1.0×10-2 mol·L-1范围内,该传感器电化学发光值与GSH的浓度表现出良好的线性关系,检测限为0.77 nmol·L-1。2、基于硼氮量子点作为新型共反应剂构建电化学发光生物传感器用于刀豆球蛋白的定量检测该体系首次以廉价、低毒、稳定的硼氮量子点（BNQDs）为鲁米诺的新型共反应剂,PLA-r GO为ECL信号探针和电活性物质载体,构建灵敏的ECL蛋白质生物传感器实现选择性检测Con A。廉价、稳定的BNQDs不仅能有效增强PLA-r GO/BNQDs体系的ECL信号,降低传感器制备成本,而且能在相对温和的环境实现目标物的检测,有效拓展实际应用范围。基于碳水化合物（D-葡萄糖）和凝集素（Con A）的特异性识别作用,特异性识别目标物Con A。Con A显著的电子阻抗效应,有效降低PLA-r GO的ECL信号。在1.0 pg m L-1～1.0μg m L-1范围内,该传感器电化学发光值与Con A的浓度表现出良好的线性关系,检测限为0.15 pg m L-1。3、基于金纳米粒子官能化的磷酸钴镍3D纳米冰淇淋构建稳定而灵敏的生物传感器用于细胞色素c的测定该体系利用水热法合成磷酸钴镍三维纳米冰淇淋(Co3Ni3（PO4）4 NICs),聚乙烯亚胺（PEI）氨基化,通过Au-N弱相互作用合成金纳米粒子官能化的磷酸钴镍3D纳米冰淇淋(Au@Co3Ni3（PO4）4 NICs)。以该纳米材料功能化的鲁米诺作为信号探针,BNQDs为共反应剂,在中性环境下,构建稳定而灵敏的蛋白质生物传感器检测Cyt c。Au@Co3Ni3（PO4）4 NICs的大比表面积和电催化活性,能有效提高鲁米诺的负载量,同时催化鲁米诺和BNQDs产生更多的自由基中间体,在中性环境中大大增强鲁米诺的ECL信号。含有大量负电荷的Co3Ni3（PO4）4 NICs,能有效防止电负性的氧化产物在电极表面沉积引起电极钝化,实现ECL信号稳定化。基于鲁米诺与细胞色素c（Cyt c）之间的共振能量转移作用,鲁米诺的ECL强度明显降低降低。在1.0×10-4～0.5×10-5mol·L-1和0.5×10-5～1.0×10-8 mol·L-1范围内,该传感器电化学发光值与Cyt c的浓度表现出良好的线性关系,检测限为2.48 nmol·L-1。

关键词：新型共反应剂纳米材料电化学发光信号放大技术

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