【摘 要】
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恶性肿瘤是现代社会严重威胁人类健康的疾病之一。其中,肺癌的病发率及致死率都是最高的。与传统检测方式相比,通过生物标志物miRNA的检定来判别癌症病程具备精度高、操作快、成本低的特点。基于纳米材料的电化学生物传感技术的飞速发展,使得miRNA的快速、灵敏检测得以实现。本文将研究基于MoS2的纳米材料,将其引入传感器平台的构筑,研发可用于肺癌相关miRNA检测的生物传感器,并深入探讨检测机理以推动传感
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恶性肿瘤是现代社会严重威胁人类健康的疾病之一。其中,肺癌的病发率及致死率都是最高的。与传统检测方式相比,通过生物标志物miRNA的检定来判别癌症病程具备精度高、操作快、成本低的特点。基于纳米材料的电化学生物传感技术的飞速发展,使得miRNA的快速、灵敏检测得以实现。本文将研究基于MoS2的纳米材料,将其引入传感器平台的构筑,研发可用于肺癌相关miRNA检测的生物传感器,并深入探讨检测机理以推动传感器的性能优化,实现对肺癌相关miRNA的灵敏检测。本文将结合以下内容进行探索讨论:（1）MoS2基纳米材料及相关电极的制备。通过ALD技术制备了单一组分MoS2薄膜,采用薄膜转移法制备了相关电极,并通过光镜表征证明了转移前后薄膜的连续性及均匀性;通过水热合成技术制备了MoS2/Ti3C2复合纳米结构,采用滴铸法制备了相关电极,并经TEM照片分析了所构筑电极表面纳米结构及Au NPs的分布情况;经电化学CV及EIS表征对比后,基于MoS2/Ti3C2复合纳米结构制备的工作电极表现出更好的性能,故选择此方案继续深入研究;借助SEM、TEM、XRD及XPS等对选择的MoS2/Ti3C2进行全面的形貌、组分表征分析。（2）传感器平台的构筑及检测机理的深入研究。采用滴铸法完成了基于MoS2的miRNA传感器平台的构筑,通过XPS及电化学平台表征其构筑过程。实验结果表明所设计电极具有较好的物理吸附稳定性与电化学稳定性。结合形貌组分表征数据,详细论述了所构筑的miRNA传感器的构筑机理;检测前后XPS图谱显示电极表面Au元素中Au-S键占比从20.31%降为13.30%,基于此变化并结合DPV信号变化提出了所构筑的miRNA传感器检测机理。（3）传感器平台优化及传感检测图谱的建立。在对传感器平台进行优化后,得到最优检测环境为:MoS2/Ti3C2浓度为1.5 mg/m L,ssRNA浓度为1.0×10-9 M,ssRNA与靶标miRNA的杂交培育温度为37℃;在最优检测环境下得到所构筑miRNA传感器对于miRNA-182的线性检测范围为:1 f M～0.1 n M;通过对DPV响应信号的线性拟合,得到回归方程为:y=296.4+10.77lg（x）（R2=0.987）;基于X+3σ的计算原则,得到该传感器的最低检测限为0.43 f M。（4）传感器性能评估及应用探索。研究了miRNA传感器的特异性:单碱基错配及三碱基错配的信号强度分别约为完全互补配对序列的75%、16.7%;探索了传感器在4℃时对时间的保存稳定性:储存2天与8天后信号强度损失分别约为3%及17%;通过在实际血清中加标检测,获得了92～105%的加标回收率,论证了所构筑miRNA传感器的实际应用价值;最后,通过检测含有miRNA-182及miRNA-155的混合样本,其表现出误差不超过±10%的加标回收率。基于MoS2/Ti3C2纳米复合结构构筑的miRNA传感器可实现对miRNA的灵敏、快速检测,并从电荷微观变化层面论述了电化学传感器检测机理。此外,本文全面评估了所构筑miRNA传感器的性能,为其实际应用做出初步探索。
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