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恶性肿瘤已成为人类主要的死亡病因之一,其发病率在全球范围内呈现不断上升趋势。研究结果表明,恶性肿瘤的早期发现是治疗恶性肿瘤的关键。早期发现的重要手段之一就是对肿瘤标示物的高选择性、高灵敏、快速分析检测。电化学发光(Electrogenerated chemiluminescence, ECL)是对电极施加一定的电压进行电化学反应产生激发态分子,激发态分子返回基态时产生的一种光辐射现象。电化学发光法兼有电化学和化学发光法的双重优点,相对于化学发光检测,具有电化学可控的优点；相对于电化学检测,具有检测限低的优势,在肿瘤标示物检测中已显示极强的竞争力。电化学发光生物传感器是将特异性分子识别物质如酶、抗原/抗体、DNA、糖等作为分子识别物质固定在换能器上,以电化学发光信号为检测信号的分析器件。电化学发光生物传感器以其选择性好、灵敏度高、分析速度快、操作简便、价格低廉等优点,在分析化学的研究领域中起着重要的地位。利用噬菌体展示技术获得的肽作为分子识别物质,与抗体相比,具有高的亲和性,极强的生物活性,且具有分子量小,易于改造,易于化学合成,价格低廉,可在极端条件下使用等优点,己作为分子识别物质,在肿瘤标示物的检测中得到人们的关注。本论文提出高灵敏度电化学发光肽生物传感方法的研究与应用,以肽为分子识别物质,电化学发光试剂为信号物质,分别以金纳米粒子和脂质体为电极修饰材料和信号物质载体,探索研究具有新颖特性的肽电化学发光探针的合成和分离方法；研究构造肽传感界面的新原理和新方法；研制高灵敏度、高选择性的电化学发光生物传感方法和传感器件,建立测定肌钙蛋白和前列腺特异性抗原的分析新方法。论文由引言和研究报告两部分组成。第一部分为引言,第二部分为研究报告。第一部分为引言,简要介绍了电化学发光的定义和特点,综述了近五年电化学发光分析研究新进展；简要概述了肽的分类和特点,着重评述了以肽为分子识别物质的生物传感器研究进展,最后阐述本论文的研究目的和内容。第二部分为研究报告部分,由以下三部分组成：一、金纳米修饰电极高灵敏电化学发光肽传感器检测心肌肌钙蛋白I。以肽FYSHSFHENWPSK为分子识别物质,钌联毗啶衍生物Ru(bpy)2(dcbpy-NHS)(PF6)2为电化学发光信号物质,建立了一种高灵敏检测肌钙蛋白(TnI)的电化学发光分析方法。Ru(bpy)2(dcbpy-NHS)(PF6)2通过酰化反应标记在探针肽FYSHSFHENWPSK的K端,形成电化学发光探针。通过自组装将巯基捕获肽探针CFYSHSFHENWPSK固定在金纳米粒子修饰的金电极表面制得传感器,利用夹心法进行肌钙蛋白的分析检测。电化学发光强度与肌钙蛋白浓度的对数在1.0×10-12g/mL～3.0×10-10g/mL之间呈良好的线性关系。金纳米粒子的大比表面积,为目标物质与肽的多位点结合提供场所,小分子肽良好的识别作用,使得检测肌钙蛋白的检出限大大降低,检出限可达0.16pg/mL。二、脂质体包裹钌衍生物均相电化学发光法检测心肌肌钙蛋白I。选择TnI作为目标蛋白,肽(FYSHSFHENWPSK)作为分子识别物质。将肽共价结合于磁性微球上作为磁性捕获肽(MBs-peptide),用来富集目标蛋白和磁性分离。脂质体包裹的钌衍生物连接的肽(Liposome-peptide)作为电化学发光探针。当存在目标蛋白时,形成<MBs-peptide><TnI><Liposome-peptide>夹心复合物,用乙醇作为释放剂释放钉衍生物后,在含50mM TPrA的缓冲溶液中检测电化学发光信号。根据电化学发光强度的增加值,进行肌钙蛋白的分析测定。结果表明,增加的电化学发光信号与肌钙蛋白浓度的对数在1.0×10-11g/mL～5.0×10-9g/mL范围内呈良好的线性相关,检测限为4.5pg/mL。当我们把钌衍生物标记在螺旋肽的末端(Ru-peptide)作为电化学发光探针代替脂质体包裹的钌衍生物连接的肽(RuL-peptide)时,电化学发光值与肌钙蛋白浓度的对数在5.0×10-11g/mL～5.0×10-9g/mL范围内呈良好的线性,检测限为24pg/mL。与钌衍生物标记的螺旋肽构建的均相传感器相比,每个脂质体内包裹1.9×107个钌衍生物分子,脂质体巨大的包埋量可以极大地提高检测的灵敏度,降低检测的检出限。三、基于二茂铁淬灭钌衍生物电化学发光肽生物传感器检测前列腺特异性抗原。以掺杂有金纳米粒子的Nafion膜修饰玻碳电极为电化学发光传感器平台,依靠静电吸附作用将Ru(bpy)32+吸附在AuNPs/Nafion修饰的玻碳电极上,以二茂铁标记的巯基肽(FC-peptide)为分子识别物质,巯基自组装于Ru(bpy)32+/AuNPs/Nafion/GCE电极表面,形成了FC-peptide/Ru(bpy)32+/AuNPs/Nafion/GCE传感器。由于二茂铁对Ru(bpy)32+电化学发光的淬灭作用,电化学发光强度低。存在PSA时,PSA切断二茂铁标记的肽,淬灭作用随着电极表面二茂铁减少而降低,电化学发光强度恢复。基于二茂铁对Ru(bpy)32+电化学发光的淬灭作用和金纳米粒子对电化学发光强度的催化作用建立了稳定、灵敏的电化学发光传感器检测前列腺特异性抗原(PSA)。增加的电化学发光信号与PSA浓度的对数在1.0×10-11g/mL～1.0×10-9g/mL范围内呈良好的线性关系,检测限为2.3pg/mL。本论文提出以肽为分子识别物质,以心肌肌钙蛋白I和前列腺特异性抗原作为目标分析物,将纳米材料和脂质体引入电化学发光分析中,建立高灵敏的电化学发光传感方法,该工作将为临床诊断等提供性能优良的分析方法,对生命科学、临床检测、食品分析以及生物分析等方面有着极其重要的作用。