人凝血酶的微流控芯片電化學(xué)檢測.pdf

1、微流控芯片是將實驗室的功能，包括采樣、稀釋、進樣、反應(yīng)、分離、檢測等集成到及平方厘米的具有微通道的芯片上處理。微流控芯片有許多的優(yōu)點，包括：分析成本低，檢測效率高，微型化和集成化等，因此在生化分析領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景。核酸適配子是一類通過體外篩選出來的特定的DNA或者RNA寡核苷酸序列，類似于抗體，它對目標(biāo)分子，如蛋白和小分子，具有高度親和力和專一性的識別能力，是應(yīng)用最廣泛的DNA探針。它的突出特點在于它們的體積更小，更加穩(wěn)定，能夠進

2、行化學(xué)合成如分子量小、配體廣泛、無免疫原性、體外篩選不依賴動物或細胞和可進行多種修飾等。本文以聚甲基丙烯酸甲酯微流控芯片為分析對象，通過納米金膠的方法對其表面修飾，成功地實現(xiàn)了核酸適配子的有效固定，從而可以特異性地將凝血酶捕獲在微流控芯片表面，利用凝血酶的催化特性，可以有效地將標(biāo)記有對一氨基苯酚的三肽切斷產(chǎn)生電活性物質(zhì)，結(jié)合柱端三電極電化學(xué)檢測系統(tǒng)對凝血酶進行了定量檢測，得到了滿意地分析結(jié)果。本論文分為兩個章節(jié)，具體如下：
　　一

3、.概述了微流空分析技術(shù)及其在生物分析中的應(yīng)用
　　概述了微流控芯片分析技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，例如微流控芯片的進樣技術(shù)、加工方法、制作材料、和檢測技術(shù)等。介紹了微流控分析技術(shù)在生物分析中的應(yīng)用，并對微流控芯片未來的發(fā)展趨勢及其應(yīng)用領(lǐng)域進行了展望。同時，本章也概述了核酸適配子分析技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，例如SELEX技術(shù)的簡介、核酸適配子的特點以及與其他分析技術(shù)相結(jié)合等內(nèi)容，同時還介紹了核酸適配子在生物分析中的應(yīng)用，并對核酸適配子未來的發(fā)展趨勢及其

4、應(yīng)用領(lǐng)域進行了展望，最后本章著重討論了本論文研究的目的及意義。
　　二.基于微流控芯片及其修飾方法對人類凝血酶的電化學(xué)檢測
　　1.聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微流控芯片通道表面改性的研究
　　為了將核酸適配體更有效地固定在微通道表面，首先就是需要采用合適的方法對微流控芯片通道表面進行修飾和改性。本實驗采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制作微流控芯片，聚甲基丙烯酸甲酯是以碳烯鍵為主鏈的聚合長鏈，其表面的疏水性強，容易造成

5、蛋白質(zhì)的非特異性吸附等問題，會大大降低蛋白質(zhì)的功能位點和活性，對生物分析造成不良影響。本實驗采用用NaOH溶液對PMMA表面進行處理，使其表面產(chǎn)生羥基，再通過聚二甲基二烯丙基氯化銨(PDDA)與納米金膠的靜電相互作用層層組裝能有效地固定核酸適配體，進而可以對凝血酶進行特異性地識別和捕獲。
　　2.聚甲基丙烯酸甲酯微流控芯片在生物傳感器中的應(yīng)用
　　采用上述固定方法，制備了微流控芯片生物傳感器。首先將人類凝血酶特異性地固定于修

6、飾有核酸適配子的PMMA芯片通道內(nèi)，利用凝血酶的催化特性，可以有效地將標(biāo)記有對一氨基苯酚的三肽切斷產(chǎn)生電活性物質(zhì)，結(jié)合柱端三電極電化學(xué)檢測系統(tǒng)對凝血酶進行了定量檢測，得到了滿意地分析結(jié)果。由于微通道內(nèi)具有較大的表面積/體積比等特點，微流控芯片把分析時間縮短至短短幾分鐘之內(nèi)，并且簡化了分析過程。一系列實驗結(jié)果表明，與常規(guī)方法相比，此方法具有檢測靈敏度高(檢測下限達1pg/ml)，線性范圍寬等優(yōu)點。因此微流控芯片生物傳感器在臨床應(yīng)用和環(huán)境檢