基于生物酶与DNA构筑的生物电化学分析平台及其应用

摘要

近年来，由于生物电化学传感器具有操作系统比较简单、分析速度快、准确度高而且专一性强等优点，被广泛应用于生物分析领域，如DNA、酶、抗原、生物标记物等生物分子的检测。其中，基于DNA可修饰、可组装、结构多样性、匹配特异性等诸多优点而构建的DNA生物电化学传感器引起了研究者的极大关注。 本论文利用DNA的诸多优异性质、结合酶作为信号，构建了几种生物传感器。论文的主要工作如下： 第一章，介绍了生物传感器的概念、分类，DNA生物传感器及酶在生物传感器中的应用，并简要说明了本论文的研究内容和意义。 第二章，针对目前酶的直接电化学研究多为电信号输入控制的现状，提出生物分子控制的葡萄糖氧化酶的直接电化学。本实验首先实现了多孔碳表面电信号控制的葡萄糖氧化酶的直接电化学，然后利用DNA的特异性识别和互补配对，构建了生物分子诱导的葡萄糖氧化酶的直接电化学。同时利用酶的电催化性质，实现了对前列腺特异性抗原、转录因子这两种生物分子的灵敏检测。 第三章，由于目前检测黄曲霉毒素B1的方法受到仪器复杂、制备过程繁琐等限制，提出一个采用便携式血糖仪对黄曲霉毒素B1实现现场检测的简便方法。本方法利用Pb2+特定DNA酶驱动的DNA行走机器，获得标记蔗糖酶的DNA片段，通过蔗糖酶将蔗糖转化为葡萄糖，采用便携式血糖仪作为检测手段，实现了对黄曲霉毒素B1的灵敏、快速、现场检测。 第四章，制备了一种基于静电作用的阻抗型传感器用于乙酰化相关酶的检测。利用多肽的乙酰化和去乙酰化，多肽在中性和正电性之间相互转换，导致其在电极表面的吸附和脱离，引起电极表面的阻抗发生变化，由此实现对乙酰化相关酶的灵敏检测。

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