纳米孔传感分析技术是一种新颖的单分子检测技术,其检测原理为通过分析待测物穿越纳米孔产生的电信号进行检测。经过近30年的飞速发展,该技术已广泛应用于生物大分子检测、金属离子检测、单分子化学、疾病早期诊断等领域。DNA分子作为纳米孔技术研究最多的对象,其在纳米孔体系中产生的电流信号与其碱基修饰或构象密切相关。本论文基于纳米孔单分子传感技术,通过化学修饰构建新颖的DNA主客体复合物探针,建立了用于主客体相互作用测定及蛋白酶检测的新方法。论文主要内容如下:一、基于DNA主客体复合物探针对主客体相互作用的测定。通过共价修饰将多种客体化合物分子(Fc、Ad、KGW、KGY、KGF、KGamF、RG和KCitV)引入单链DNA的5’端,与主体分子葫芦脲[7/6]孵育之后,通过主客体的包和作用,得到DNA主客体复合物探针。通过对DNA主客体复合物探针穿越溶血毒素纳米孔过程中所产生的特征电流信号进行统计、分析,得到相应主客体复合物探针的解离速率常数、结合速率常数以及解离常数。同时,利用探针DNA-Ad(?)CB[7],研究了电压对主客体相互作用的影响。该方法将纳米孔单分子技术和DNA分析技术相结合,构建了用于测定葫芦脲主客体相互作用的新方法,相比于其它的方法,该方法既可以在单分子水平上测量得到单分子主客体相互作用力信息,又可排除溶剂体系的限制和干扰,对研究大环化合物的主客体相互作用具有重要的意义。二、基于DNA-多肽复合物探针对亮氨酸氨基肽酶的检测。利用化学修饰将序列为Nterm-LFGK-Cterm的多肽,共价修饰至单链DNA的5’端,得到DNA探针DNA-KGFL。当亮氨酸氨基肽酶存在时,其将DNA探针中的识别基团亮氨酸切除,暴露出的N端苯丙氨酸与CB[7]有较强的主客体相互作用,与CB[7]孵育之后,形成DNA-KGF(?)CB[7]主客体复合物,该复合物穿越纳米孔时可产生区分度高、特异性强的特征电流信号。输出的特征信号频率与亮氨酸氨基肽酶浓度相互对应,因此可实现亮氨酸氨基肽酶定量分析检测。该方法灵敏性高,检测限可达到10-5 U/L,低于目前所报道的方法,同时运用该方法有望实现其它氨基肽酶的检测。三、基于DNA-多肽复合物探针对组织蛋白酶B的检测。在DNA探针DNA-KGFL的基础上,结合组织蛋白酶B的切割位点,通过改变多肽序列,设计合成了DNA复合物探针DNA-KCitVGF。该探针DNA-KCitVGF中的N端苯丙氨酸与可与CB[7]发生主客体相互作用,得到DNA主客体复合物DNA-KCitVGF(?)CB[7],其穿越纳米孔能够产生区分度高、特异性强的特征电流信号。当组织蛋白酶B存在时,DNA复合物探针DNA-KCitVGF中K与二肽CitV之间的酰胺键,被其特异性识别、水解,释放出来的的DNA-K与CB[7]不存在主客体相互作用。特征信号频率随着酶含量的增加而减少,通过对特征信号频率进行统计,从而实现对组织蛋白酶B的定量检测。检测限可以达到10-3 U/L,优于目前所报道的方法,该方法还可以用于其它组织蛋白酶的分析检测,具有广阔的应用前景。