新型分子印迹生物传感器的构建及其对蛋白质识别的研究

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分子印迹技术(molecular imprinting technique,MIT)是一种制备合成对某一特定印迹分子(模板分子)具有选择性识别作用的聚合物的过程,所制得的聚合物为分子印迹聚合物(molecular imprinting polymer, MIPs)。作为一种人工合成抗体,因其特异选择性、化学稳定性等优点,在生物传感器、色谱分离、固相萃取以及药物分子筛选等方面发挥着越来越重要的作用。蛋白质分子的检测和分离分析是蛋白质研究和应用的重要基础,分子印迹技术作为一种新型的检测分析技术,在蛋白质的识别分析中有着重要的应用前景,本文选择溶菌酶(Lyz)和霍乱毒素B亚单位(CTB)作为模板分子,并利用分子印迹技术对其进行分析检测研究。生物传感器是近几十年内发展起来的一种新的传感技术,具有分析速度快、灵敏度高、能在复杂体系中实现在线监测甚至活体分析等优点,因此,本文将生物传感器的高灵敏性和分子印迹聚合物的高选择性有效地结合起来,构建了新型的分子印迹生物传感器用于对生物大分子的识别分析研究,本论文的主要研究内容如下:   本文第二章以溶菌酶(Lyz)作为模板分子,在巯基乙酸修饰的QCM金基片表面修饰制备溶胶-凝胶印迹膜,较成功地实现了对溶菌酶的分子印迹。并详细探讨了温度、pH等条件对印迹膜的影响,对不同组成成分的溶胶-凝胶印迹膜对溶菌酶的识别性能进行了考察,找到了适于印迹溶菌酶的溶胶-凝胶的成分组成;同时,对溶胶-凝胶印迹膜对溶菌酶的响应性能进行了分析,结果表明在1×10-7M-64×10-7M浓度范围内,溶菌酶浓度与QCM响应值具有线性关系,并具有较低的检测限:1.2×10-8M(S/N为3);通过Scatchard方程对印迹膜与溶菌酶的结合动力学进行了分析,结果表明溶菌酶与溶胶-凝胶印迹膜的结合常数为3.36×105M,说明溶胶-凝胶印迹膜与溶菌酶的结合力较强;另外,通过选择His,BHb,Mb作为干扰物,对印迹膜的选择性做了考察,溶胶-凝胶分子印迹膜对溶菌酶的响应频率变化值较对干扰物的响应频率变化值要大得多,印迹传感器对三种干扰物的选择性因子分别为0.297,0.254和0.172,表明所构建的印迹传感器对溶菌酶具有良好的选择性。   首次以霍乱毒素B亚单位(CTB)为模板分子,并将3-氨基苯硼酸(APBA)电沉积在碳纳米管(MWCNTs)修饰的铂电极上,构建了CTB分子印迹传感器。并详细探讨了pH值对APBA印迹膜对CTB响应值的影响;应用循环伏安法对模板分子的洗脱效果进行了考察;同时,研究了碳纳米管的电流增大作用以及其对电沉积的影响;对CTB与APBA印迹膜的结合性能做了评价,结果表明CTB浓度在2×10-7-30×10-7M范围内时存在线性关系,检测限为5.32×10-8M(S/N为3);并对其结合动力学进行了Scatchard分析,CTB与APBA-印迹膜的结合常数为1.66×106M,表明模板分子与印迹膜的结合力较强;此外,运用循环伏安法对三组浓度下干扰物(Lyz,BSA与BHb)与模板分子对印迹膜的响应值进行了对照分析,传感器对三种干扰物的选择性因子分别为0.328,0.241与0.223,表明该印迹传感器的选择性能良好。  
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