纳米金和硅量子点在几个生物体系中的应用研究

来源 :湖南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangrong825
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纳米粒子具有独特的物理化学性能,优异的光、电性能及良好的生物相容性备受关注。纳米粒子作为生物探针广泛的应用于生物化学,细胞成像,及医学等领域。在众多纳米生物传感检测方法中,紫外和荧光生物传感技术由于其高灵敏,选择性好,操作简单等优点广泛使用。本论文基于纳米粒子的优异性质,结合荧光和紫外方法的优点,设计一系列操作简单,灵敏度高,低成本的纳米生物传感器用于生物分子及农药的检测,主要内容如下:1.设计了一种高特异性,超灵敏度的传感器于同一溶液中比色和荧光检测血小板衍生因子(PDGF-BB)和腺苷。通过将PDGF-BB和腺苷的适配体部分互补并通过金巯键固定在纳米金上获得双功能适配体传感器,并成功的应用于同一溶液中的两种目标物检测。PDGF-BB通过监测纳米金溶液聚集而引起的颜色的改变以及纳米金的吸收红移进行检测;腺苷则通过测定520nm处FAM发射峰的增强来检测。这种适配体传感器具有高灵敏度和双功能识别等优点且检测限低。更重要的是,这种适配体固定的纳米金传感器已成功应用于血清样品中检测PDGF-BB和腺苷。由于该方法是基于核苷酸杂交设计而成,也可以用同样的方法构建其他适配体传感器。2.设计了一种新型无标记硅量子点荧光探针用于葡萄糖无标记检测。实验发现,过氧化氢对硅量子点的荧光具有很强的光猝灭作用。根据葡萄糖氧化酶催化D-葡萄糖氧化产生的H202的原理,实现对葡萄糖的检测,实验结果表明硅量子点荧光猝灭程度与葡萄糖的浓度呈正比。在5μM-650μM范围内,荧光猝灭程度与葡萄糖的浓度呈良好的线性关系,检测限为0.68gM。该方法还可用于血样中的葡萄糖检测。与其他方法相比,本方法具有方便,简单,成本低,灵敏度高等优点,更重要的是本方法不需要化学修饰和酶的固定。该方法在糖尿病临床诊断具有广阔的应用前景。3.设计制备了一种新型无标记硅量子点(SiQDs)探针用于高灵敏检测有机磷农药,该检测的原理如下:首先底物乙酰胆碱(ACh)在乙酰胆碱酯酶(AChE)的作用下水解产生胆碱,然后胆碱在胆碱氧化酶(ChOx)的作用下产生双氧水。通过酶反应产生的双氧水能高效猝灭SiQDs的荧光。当加入农药后,农药能抑制AChE的活性,从而使酶反应产生双氧水的量降低,此时,SiQDs的荧光猝灭程度也降低。利用该传感器检测甲萘威(carbaryl)最低检测限可达5ng/L,该浓度远远低于欧洲联盟和美国农业部门报道的最低残留标准(MRL)。更重要的是,该方法成功应用于实际样品的检测。检测结果跟高效液相色谱得到的结果相一致。这种简单的传感策略还可用于复杂的农药残留体系,有望成为便携式的检测工具。
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