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乙酰胆碱酯酶(Acetylcholinesterase, AChE)是动物中枢神经系统中的一种催化酶,参与细胞的发育和成熟,能够促进神经元的发育和神经的再生。乙酰胆碱是乙酰胆碱酯酶的水解底物,是中枢胆碱能系统中重要的神经递质之一,其主要功能是维持意识的清醒,在学习和记忆中起重要作用。人的脑组织中有大量的乙酰胆碱,但乙酰胆碱的含量会随着年龄的增加而出现下降。有机磷与AChE结合会形成磷酰化ChE。磷酰化ChE很稳定,使酶失去催化水解乙酰胆碱的能力并逐渐老化,引起乙酰胆碱积聚,最终导致胆碱能神经先兴奋后抑制。阿尔茨海默病AD即老年痴呆症,是一种神经衰退症,严重影响人的认知、记忆、情感等功能。世界较为认可的AD病理为大脑内乙酰胆碱的缺失。目前,全世界的患病者已达到一千七百到二千五百万,给家庭和社会造成严重的负担。所以实现对影响乙酰胆碱酯酶活性以及与其相关物质的准确、快速、简单的检测,对于AD和很多神经疾病的发病机理研究及早期诊断治疗非常重要。因此,开发一些易于操作、价格低廉且又精确有效的乙酰胆碱酯酶传感技术意义重大。酶传感器技术因具有选择性好、结构简单、灵敏度高等优点已经被广泛应用。纳米金作为研究和应用最广泛的纳米材料之一,具有独特的光学、电学和催化性质。本文中,我们将酶传感器和纳米金信号放大技术有机地结合起来,构建了电化学和液晶酶传感器,实现对乙酰胆碱酯酶抑制剂、乙酰胆碱酯酶底物和乙酰胆碱酯酶抗体的灵敏检测。主要内容如下:(1)设计了利用乙酰胆碱酯酶的催化活性,水解底物氯化硫代乙酰胆碱生成硫代胆碱。硫代胆碱具有还原性,能够还原氯金酸生成纳米金颗粒。再将纳米金粒子作为铜沉积的催化剂和种子。铜纳米粒子在纳米金颗粒上长大后,利用溶出伏安法将沉积了的铜溶出。然后通过线性伏安扫描法定量检测沉积的铜得到的电化学溶出峰,来检测乙酰胆碱酯酶抑制剂有机磷,其浓度和减弱的溶出峰信号成正比。有机磷的检测下限达到0.02ng/mL。(第二章)(2)利用纳米金沉积信号放大的乙酰胆碱酯酶液晶传感器,实现对乙酰胆碱酯酶底物乙酰胆碱和乙酰胆碱酯酶抑制剂有机磷农药的低浓度检测。实验中利用氯化硫代乙酰胆碱与乙酰胆碱竞争与酶的结合,调控硫代胆碱还原生成的纳米金颗粒,来扰乱液晶分子的有序性排列,引起液晶的偏光效应。在偏光显微镜下观察,获得的偏光图像实现对乙酰胆碱的简单、灵敏、有效的检测,检测下限达到15nM/mL。乙酰胆碱酯酶的水解催化活性受有机磷农药的特异性抑制,可以将其作为监控有机磷农药的靶标物质。有机磷农药抑制酶的水解活性,减弱酶对底物的水解,还原剂硫代胆碱就会相应减少,从而导致纳米金颗粒数量的减少,对液晶有序性的扰乱度也减弱,偏光效应也相应的减弱,最终实现对有机磷农药的检测,检测下限达到0.1ng/mL。此方法是一种简单、直观、快速且较灵敏地适用于乙酰胆碱和有机磷农药检测的技术,具有较强的通用性。(第三章)(3)建立了一种基于乙酰胆碱抗体催化活性的液晶传感器检测方法。该法考察了乙酰胆碱抗体酶具有和酶相似催化水解活性的特点,水解硫代乙酰胆碱,生成具有还原性的硫代胆碱,硫代胆碱还原氯金酸生成纳米金颗粒,构建纳米金信号放大的液晶生物传感器。通过在偏光显微镜下观察获得偏光图像,实现对乙酰胆碱酯酶抗体超低浓度的检测,检测下限达到0.01pg/mL。该方法比传统的方法更灵敏地检测了乙酰胆碱酯酶抗体,是一种价格低廉、选择性好、灵敏度高的适用于蛋白目标物分析检测的技术。(第四章)