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1、青岛科技大学 硕士学位论文 适体生物传感器检测凝血酶及肿瘤细胞 姓名：葛莹 申请学位级别：硕士 专业：无机化学 指导教师：丁彩凤 20100603 青岛科技人学研究生学何论文 I II I IIllI II I I II I I I I I I I IIIIJ Y 17 4 0 3 2 1 适体生物传感器检测凝血酶及肿瘤细胞 摘要 肿瘤是目I j 人类健康的最大威胁之一，随着人类生存环境的恶化，这种威胁 呈上升趋势。现代肿瘤学认为恶。降肿瘤是一科，全身性的疾病，我国恶性肿瘤居死 亡原凶的第二二化。肿瘤卡，J ：志物臼1 9 6 5 年J 娅用一r 临床以水，为肿瘤诊断、预后或 治疗监测等提供有
2、效信息。近年来，有关肿瘤细胞和肿瘤标志物的榆测方法研究 已经成为肿瘤防治的热点课题之一。 本论文主要研究了基丁一C d S 量了点和适体的新型的电化学生物传感器，其中 应用了，j i 物条码技术、纳米金粒子的放大技术和室温下链循环置换放大技术，并 且将此传感器应用在凝血酶和肿瘤细胞的分析检测当中，取得了较理想的结果。 本论文所设计的i 种传感器如F ： 1 基于适体和牛物条码探针的概念设计了一利- 用于检测凝血酶的电化学生 物传感器。其包括会电极的沉积会膜修饰、巯基修饰的D N A 在会电极j 一的捕获、 生物条码探针与巯基修饰的D N A 的杂交，凝向酶0 其适体的特异性结合。通过 C d
3、S 量子点的标记和溶出、C d 2 + 的富集和检测实现对凝m J 酶的放大检测。此方法 的线性检测范围是1 0 1 0 叫5M 剑1 0X1 0 叫1M 。该方法对目标凝血酶的检测 限为5 5X1 0 。1 6M ，说明其具有较高灵敏度。该方法对凝巾i 酶具有很高的特异性 识别能力，检测过程巾不受其他蛋白质如牛血清白蛋白等存在的下扰。 2 基于适体和生物条码探针设计了一种间接柃测肿瘤细胞R a m o s 的电化学 生物传感器。其包括适体和条码D N A 在纳米金粒子上的修饰以及C d S 量子点在 条码D N A 上的标记。通过R a m o s 细胞与适体的特异性结合作用，标记有C d
4、S 量 子点的牛物条码探针被从磁珠E 释放。通过对C d S 量子点溶出、C d 2 + 的富集和检 测实现对R a m o s 细胞的放大检测。柃测R a m o s 细胞的线性关系范闱是1 0x1 0 2 1 Ox1 0 5c e l l sm L ，由3 耐算得到检测限为6 7c e l l sm L ，晚明其具有很好的检 测灵敏度。该方法的低的检测限归结于纳米金粒子和生物条码D N A 的双重放大 作用。 适体卡物传感器枪测凝血酶及肿瘤细胞 3 基于适体和发卡环荧光探针固有的信号转换机制的概念设计了一种检测 R a m o s 细胞的荧光放大榆测方法。其包括羧基修饰的磁性微球与氨基修饰
5、的适体 ( a p t a m e r ) 的特异性结合，通过对适体的杂交和释放和D N A 聚合酶的作用对发 卡坏进行室温卜链循环置换聚合反应，实现对R a m o s 细胞的放大检测。这种检测 方法既具仃较快的检测速度，义具有高的检测灵敏度，其检测范围是1 0 0 1 00 0 0 c e l lm L ，检测剑得细胞的最小浓度为1 0 0c e l lm L 。 关键词：适体，C d S 量子点，纳米金粒子，肿瘤细胞，凝血酶，电化学生物传 感器。 青岛科技人学研究生学化论文 A NE L E C T R O C H E M I C A LB I O S E N S O RB A S E
6、D 0 NA P T A M E RA N DA P P L I C A T I O NI NA SS A YO F T H R O M B I NA N DT U M O RC E L L S A BS T R A C T T u m o r s ，o n eo ft h em o s tt h r e a t e n i n gd i s e a s e s o ft h eh u m a nb e i n g ，p l a y sa n e s s e n t i a lr o l ei nm o d e mm e d i c i n e I ng e n e r a l ，t u m
7、o r sa p p e a rt oo c c u rw h e nt h e r ei sa p r o b l e mw i t ht h ed i v i d i n go fc e l l si nt h eb o d y T y p i c a l l y , t h ed i v i s i o no fc e l l si nt h e b o d yi ss t r i c t l yc o n t r o l l e d N e wc e l l sa r ec r e a t e dt or e p l a c eo l d e ro n e so rt op e r f
8、 o r m n e wf u n c t i o n s C e l l st h a ta r ed a m a g e do rn ol o n g e rn e e d e dd i et om a k er o o mf o r h e a l t h yr e p l a c e m e n t s I ft h eb a l a n c eo fc e l ld i v i s i o na n dd e a t hi sd i s t u r b e d ，at u m o r m a yf o r m I nr e c e n ty e a r s ，m a n ya s s
9、 a ym e t h o d sa n ds e n s o r sa sc u r r e n t l yp o p u l a r t e c h n i q u e sa r eb e i n gd e v e l o p e df o r t h ed e t e c t i o no f t u m o r - r e l a t e db i o m a r k e r s T h i st h e s i ss t u d i e dan o v e le l e c t r o c h e m i c a lb i o s e n s o rb a s e do fa p t
10、 a m e ra n di t s a p p l i c a t i o ni na s s a yo ft u m o rc e l l sa n dt h r o m b i n A un a n o p a r t i c l e sa n dH a i r p i nw e r e a l s ou s e di nt h i sb i o s e n s o r T h i st h e s i sm a i n l yc o n s i s t so ft h ef o l l o w i n gi s s u e s ： 1An o v e le l e c t r o c
11、h e m i c a la s s a yb a s e do nt h ea p t a m e ra n dt h es i g n a lo f a m p l i f i c a t i o no fn a n o p a r t i c l e s ( N P s ) w a s c o n s t r u c t e df o rt h ed e t e r m i n a t i o no ft h r o m b i n A p t a m e r si m m o b i l i z e do nt h ee l e c t r o d ea n d A uN P sc o
12、 u l db ea s s e m b l e dw i t ht h et a r g e t p r o t e i nt of o r mas a n d w i c hs t r u c t u r ei nt h ep r e s e n c eo ft h el a t t e r D i f f e r e n t i a lp u l s e v o l t a m m e t r y ( D P V ) w a se m p l o y e dt od e t e c tt h eC d SN P sl o a d e do nt h es u r f a c eo ft
13、h e A uN P st h r o u g ht h el i n k e rD N A ，w h i c hw a sr e l a t e dt ot h ec o n c e n t r a t i o no ft h et a r g e t p r o t e i n T h ea s s a yt o o ka d v a n t a g eo ft h ea m p l i f i c a t i o na b i l i t yo fA un a n o p a r t i c l e s c a r r y i n gm u l t i p l e xC d SN P s
14、a n dt h es p e c i f i ca f f i n i t y o fa p t a m e r s T h r o m b i nw a s d e t e c t e di nt h i sa s s a yi nt h e l i n e a rr a n g eo f1 0 1 0 1 5t o1 0 x1 0 一Mw i t ht h e d e t e c t i o nl i m i to f5 5 10 一Mo ft a r g e tp r o t e i n I na d d i t i o n t h ea s s a yc o u l db eu s
15、e d t od e t e c t i o nt h r o m b i ni nr e a ls a m p l e sw i t hh i g hs e n s i t i v i t ya n dg o o ds e l e c t iv i t y 迁体生物传感器检测凝l f I I 酶及肿瘤细胞 2An o v e le l e c t r o c h e m i c a lc y t o s e n s i n gs t r a t e g yw a sc o n s t r u c t e db yu s i n ga p t a m e r a n db i ob a rc
16、o d e D N A c o n j u g a t e dg o l dn a n o p a r t i c l e s ( A uN P s ) t oc o m b i n et h e s e l e c t i v i t ya n da f f i n i t yo fa p t a m e r sa n dt h es i g n a la m p l i f i c a t i o no fb i ob a rc o d eD N A t oa l l o wf o rt h es e n s i t i v ed e t e c t i o no fc a n c e rc e l l s 。T h ea n o d i cs t r i p p i n gv o l t a m m e t r y ( A S V ) t e c h n o l o g yw a se m p l o y e df o rt h ee l e m e n t a ld
