基于分子印迹聚合物和适配体的双识别生物传感器的构建及应用研究.pdf

安徽师范大学硕士论文 基于分子印迹聚合物和适配体的双识别生物 传感器的构建及应用研究 摘要 分子印迹聚合物（MIP ）和核酸适配体都具有特异性识别目标物质的能力，与传 统的天然生物识别元件相比较，其制备成本低、稳定性好、可针对目标分子设计合成。 但在实际应用中，单一的识别元件仍然面临特异性不够的挑战。若将二者结合，可提 高对目标分子的识别能力。本文将双识别元件与不同传感器结合，构建了基于 MIP 和适配体的双识别电化学生物传感器和比色生物传感器。通过与单一识别元件构建 的传感器对比，证明了其具有更加优异的性能，实现了对电活性小分子多巴胺和非电 活性生物大分子凝血酶的选择性灵敏检测。主要研究内容如下： 1. 我们通过共价结合和电聚合的方法，在修饰了金纳米颗粒（AuNPs ）和还原 氧化石墨烯（rGO ）的玻碳电极表面先后固载多巴胺适配体和MIP ，构建了新颖的双 识别电化学传感器。以多巴胺自身的氧化还原电流响应为输出信号，探究传感器的检 测性能。与单一识别元件（MIP 或适配体）构建的传感器相比，所制备的双识别生物 传感器对多巴胺表现出更高的选择性。AuNPs 和rGO 的修饰，提高了检测的灵敏度， -8 -5 -8 线性范围和检出限分别为5.0×10 -1.0×10 mol/L 和4.7×10 mol/L 。该传感器应用于 实际样品中多巴胺的检测，结果令人满意。 2. 我们采用滴涂法将氧化石墨烯和亚甲基蓝的复合物（GO/MB ）修饰到电极上， 通过 i-t 法同时还原氧化石墨烯和沉积 AuNPs ，再在电极表面先后修饰了适配体和 MIP 。获得的AuNPs/rGO/MB 不仅对目标物质有增敏作用，还提供了一个固载的探 针信号，通过与多巴胺的电流信号相结合构建了一种双信号-双识别电化学传感器。 当目标分子多巴胺与识别位点特异性结合后，会使MB 的峰电流降低，多巴胺的峰 电流增大。用二者峰电流变化的加和来表征体系中多巴胺浓度，得到的线性范围是 -8 -5 -9 1.0×10 -3.0×10 mol/L ，检出限为3.04×10 mol/L 。与单信号传感器对比，该传感器 对生物小分子DA 具有更灵敏的检测能力。 3. 在H O 存在下，Fe O 纳米粒子（Fe O NP ）可以催化3,3,5,5- 四甲基联苯胺 2 2 3 4 3 4 （TMB ）氧化为氧化态TMB （ox-TMB ），使溶液由无色变成蓝色。我们将MIP 和适 配体固定在Fe O NP 上，制备了具有核壳结构的复合材料。当其特异性吸附凝血酶 3 4 后，导致暴露的Fe O NP 活性位点减少，降低了对TMB 的催化氧化能力，使显色 3 4 底物蓝色变浅。另外，由于凝血酶自身具有一定的还原性，会使部分ox-TMB 还原成 无色，则显色底液的蓝色进一步降低。我们通过这种双重抑制作用实现了可视化地选 I 安徽师范大学硕士论文 择性灵敏检测生物大分子凝血酶，与单一的MIP 修饰的Fe O NP 相比，表现出更好 3 4 的选择性和灵敏度，得到的线性范围和检出限分别为108.1 pmol/L-2.7×10-5 mol/L 和 27.8 pmol/L 。由于Fe O NP 具有较强的磁性，可以实现复杂样品中凝血酶的便捷分 3 4 离，且该传感器的设计使目标物质不再局限于电活性分子，可以拓宽双识别元件的应 用范围。 关键词：双识别传感器；分子印迹聚合物；适配体；多巴胺；凝血酶