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核酸适配体是一类体外筛选且可与目标分子高效、高特异亲合的RNA或DNA寡核苷酸片段,与常规识别分子(如抗体等)相比,核酸适配体作为一类新型识别分子具有明显特色和优势,已被广泛应用于生物传感等分子识别和应用研究领域。由于适配体具有亲合力高、特异性强,靶分子范围广,筛选制备方便,稳定性好等特点,研究工作得到了快速的发展。核酸适配体所结合的靶分子包括金属离子、酶、生长因子、抗体、细胞黏附分子、植物凝集素甚至整个细胞,作用范围非常广泛。而电化学检测技术因其具有选择性好、灵敏度高,以及快速、简单、测试费用低和易于联机化等优点而在适配体传感器的发展中占有重要的地位。 量子点作为一种新型荧光染料,具有诸多独特而优良的光学特性——连续而宽的激发光谱,且荧光谱峰位置可通过改变QDs的粒径进行调控,便于进行多元荧光检测;发射光谱窄,可同时显现多种不同颜色而无重叠;抗光漂白能力强,而这种抗光漂白的高度光稳定性对于需要长时间成像的研究而言极为重要;光急定性强,便于获得无背景干扰的荧光信号等优良的光物理特性;荧光产率高,强度强,单一量子点表现出的荧光亮度是有机荧光染料的10-20倍。因此,量子点在多个研究领域显示出其广泛的应用前景。 本文将纳米技术、分析技术以及生物技术结合起来,着重围绕适配体-量子点复合物的超灵敏竞争性电化学细胞传感器的构建及其应用开展了如下工作: 1、基于适配体-量子点复合物的超灵敏竞争性电化学细胞传感器用于肿瘤细胞检测 我们报导了一种新型的竞争性电化学细胞传感器,通过运用适配体(Apt)-量子点(Qdots)复合物为肿瘤细胞识别和检测的提供了平台。互补DNA(cDNA),适配体和量子点可以组装到金电极表面。当靶细胞存在时,基于适配体对在靶细胞表面的MUC1蛋白的特异性识别,他们可能与cDNA竞争的与Apt-Qdots复合物结合,这是由于ds-DNA结构的变性和电极上Apt-Qdots复合物释放造成的。然后电化学溶出测量被用于确定电极上剩余量子点中Cd2+的浓度。峰电流值与细胞浓度的对数值在1.0×102~1.0×106 cell·ml-1的范围内成反比,检测限为100cell· ml-1。同时,适配体对靶细胞的识别可以清楚地通过从量子点的强荧光观察到。这是利用适配体和纳米颗粒之间的结合发展了一个平台,对实施癌症诊断和治疗细胞分析是必不可少的。 2、绿色微波法合成荧光碳点及其表征 本文选用葡萄糖作为原料,可实现大批量合成荧光碳点,得到的碳点荧光性能良好,粒径较小;实验中采用了快速、经济、简易的一步微波加热的方法,反应速度快,大大缩短反应时间。我们还系统的讨论了不同价态的无机盐离子对荧光碳点合成的影响,并用邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯(PDDA)进行表面钝化,讨论了钝化剂对本实验中合成的荧光碳点的发光性能的影响。