基本信息
- 项目名称：
- 新型凝血酶电化学传感器的制备与研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本项目制备了金纳米粒子/核酸适体/凝血酶修饰的金电极，测试了该修饰电极检测凝血酶含量的性能。利用电化学技术研究了电极的构造对检测凝血酶含量的影响及探究最佳实验条件。
- 详细介绍：
- 本项目以凝血酶作为目标分子，首先凝血酶通过物理吸附结合到自组装了6-巯基己醇的金电极的表面。然后将电极放在含有核酸适体-金纳米颗粒的溶液中培养，金纳米颗粒在电化学反应池中被还原成Au（Ⅲ），再通过反向阴极扫描测定出凝血酶的浓度。这种利用核酸适体检测凝血酶的电化学方法设计简单，无需标记，不影响其与凝血酶的结合。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：利用核酸适体作为识别分子设计生物传感器用于凝血酶的定量检测。 基本思路：本项目中首先将凝血酶修饰到6-巯基己醇修饰的金电极表面，然后将带有巯基的核酸适体标记到金纳米粒子表面，再在一定条件下使核酸适体捕获凝血酶而结合到电极表面，通过金纳米粒子的还原信号来检测凝血酶。
科学性、先进性及独特之处
- 1、该生物传感器系统简单，样品用量少，分析速度快，便携及可实现连续在线检测。 2、利用电化学传感器的优势，发展能自动化和实时监测的分析新技术。将核酸适体识别元件与各种电化学转换器相结合构建的新一代核酸适体传感器，集成了核酸适体和电化学传感器两方面的优势，是近年来的一个研究热点。
应用价值和现实意义
- 蛋白质检测对实验医学具有重要的义。 该电化学检测蛋白质的技术进一步发展，有望在实际生活对疾病的诊断和治疗中得到普及应用，比如对白血病、动脉血栓、肝病等的诊断和治疗。 同时，在本方法中，只要改变适体探针中的核酸适体部分，即可有望用于其他蛋白质的分析，为蛋白质的检测提供了新的思路和手段。
学术论文摘要
- 本文制备了金纳米粒子/核酸适体/凝血酶修饰的金电极，测试了该修饰电极检测凝血酶含量的性能。利用电化学技术研究了电极的构造对检测凝血酶含量的影响及探究最佳实验条件。结果表明，金纳米粒子均匀的分散到凝血酶自组装的金电极表面上，在最佳的实验条件下构筑的修饰电极检测凝血酶的线性范围为1-10 nM。并模拟了实际样品进行检测，发现该方法简便迅速，较好的重现性，有较高的检测灵敏度。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1]Alan K.H, Cheng, Dipankar Sen, Hua-Zhong Yu, Bioelectrochemistry . 2009, 77, 1-12. [2]Da-Wei Huang, Cheng-Gang Niu, Pin-Zhu Qin, Min Ruan and Guang-Min Zeng, Talanta.2010, 83, 185-189. [3]Y. C.Huang, B.Ge, D. Sen, H.-Z Yu, J.Am.Chem. Soc. 2008, 130, 8023-8029. [4]Tu Y. H.,Cheng G. F.,Chemical Journal Of Chinese Universities. 2006, 12, 2266-2270. [5] Zheng J., Cheng G. F., He P. G., Talanta. 2010, 80, 1868-1872. [6]Bing T., Liu X. J., Cheng X. H., Biosens. Bioelectron. 2010, 25, 1487-1492.
同类课题研究水平概述
- 凝血酶是在血液凝固、炎症和创伤愈合等生理及病理过程中发挥重要作用的一种关键蛋白酶。临床常用凝血酶用于毛细血管出血的局部止血以及外科手术后组织愈合治疗,其检测在医学上具有重要意义。它的浓度及活性是衡量凝血机制的重要指标, 对揭示肿瘤的发生机制, 或作为早期诊断、疗效及预后判断的依据具有重大意义。凝血酶在血液中的浓度通常为 nmol/L ,因此建立灵敏的检测方法是非常必要的。 虽然核酸适体特可以特异性地结合靶分子，但必须将其转换成可测量的信号，通常是以光学或电信号的形式。目前，大部分核酸适体传感器的检测方法有混合夹心法、光学方法、荧光方法等。其中光学方法的检测可能会改变核酸适体的结构或构象，进而改变系统的光信号，因而具有一定的局限性，因此电化学传感器技术在这领域越来越受重视。基于核酸适体的电化学传感器是通过检测核酸适体的立体构型、构象或电导率的改变来实现的。Xiao et al.设计的一种核酸适体电化学传感器，是以亚甲基蓝分子（MB）通过共价键结合在单链DNA上，当核酸适体与试剂进行部分杂交时，亚甲基蓝（MB）被释放出来(此过程称为构象改变)，从而促进电子的转移。Huang et al.利用电导率的改变来表明在金电极上固定的“脱氧核糖传感器”可检测血浆蛋白，文中用修饰在DNA链上的二茂铁作为氧化还原标记物，可观测到其灵敏度显著提高。然而，基于在核酸适体上标记氧化还原性分子（如上述的二茂铁、亚甲基蓝）的核酸适体传感器，在标记过程不仅实验复杂昂贵而且会影响靶分子与适体间的亲和力。因此，制备出一种用于医学或环境检测的无标签、快速、简单、便宜和高灵敏的电化学传感器是很必要的。 详见附录二 国内外测定凝血酶方法比较。
