基于新型无酶检测妥布霉素的电化学适配体传感器研究

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妥布霉素属氨基糖苷类抗生素,是一种广谱性抗生素,也是人类广泛使用的药物之一。长期滥用抗生素导致的毒副作用及耐药性,威胁着人体健康和环境安全。电化学适配体传感器结合无酶信号放大技术,具有特异性好、灵敏度高、背景信号低的优点,拓展了传感器的应用范围,在分析领域备受青睐。建立简单、灵敏、便捷的抗生素检测方法,对于保障食品质量安全和环境安全具有重要意义和研究价值。本文研究了两种无酶的新型电化学适配体传感器,并将其应用于妥布霉素的检测。本论文分为三章阐述:第一章详细介绍抗生素现状及研究意义,适配体传感器的优势及应用,电化学生物传感器的构建及信号放大技术,并简略说明本论文研究内容。第二章设计了一种基于无酶信号放大的妥布霉素电化学适配体传感器。将标记亚甲基蓝(MB)的功能探针T(包含妥布霉素适配体序列)与其互补探针CT进行杂交形成双链DNA,并修饰于金电极上。妥布霉素的出现诱导T构象变化,使双链解离,T上标记的MB靠近电极表面,并与电极表面进行有效电子转移,导致电化学信号的增强。解离后的CT可与标记MB的信号探针SP结合,再度引起电化学信号的增强。该传感器检测妥布霉素的线性范围为5.0 n M-1000 n M,检测限为1.5 n M,可用于实际样品的妥布霉素检测。第三章设计了基于目标物诱导催化发夹自组装(CHA)和杂交链式反应(HCR)双重信号放大的电化学传感器用于妥布霉素的检测。目标物妥布霉素打开含其适配体序列的DNA发夹H1,引发H1与DNA发夹H2的互补结合。随着发夹DNA的组装完成,被置换下来的妥布霉素又可进入下一轮目标物诱导CHA反应,进行目标物循环放大反应。电极表面固定化发夹探针的解链触发HCR级联反应,获得核酸扩增后的长双链DNA。随着双链DNA的延伸,其上信号分子MB加载数量增多,信号强度也随之增强。该传感器检测妥布霉素的线性范围为0.5 n M-1000 n M,检测限为0.08 n M,且实现了对实际样品中妥布霉素的加标检测。
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