人凝血酶的微流控芯片電化學(xué)檢測(cè).pdf

1、微流控芯片是將實(shí)驗(yàn)室的功能，包括采樣、稀釋、進(jìn)樣、反應(yīng)、分離、檢測(cè)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(diǎn)，包括：分析成本低，檢測(cè)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(guò)體外篩選出來(lái)的特定的DNA或者RNA寡核苷酸序列，類似于抗體，它對(duì)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(shí)別能力，是應(yīng)用最廣泛的DNA探針。它的突出特點(diǎn)在于它們的體積更小，更加穩(wěn)定，能夠進(jìn)

2、行化學(xué)合成如分子量小、配體廣泛、無(wú)免疫原性、體外篩選不依賴動(dòng)物或細(xì)胞和可進(jìn)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(duì)象，通過(guò)納米金膠的方法對(duì)其表面修飾，成功地實(shí)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(duì)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(cè)系統(tǒng)對(duì)凝血酶進(jìn)行了定量檢測(cè)，得到了滿意地分析結(jié)果。本論文分為兩個(gè)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(jìn)樣技術(shù)、加工方法、制作材料、和檢測(cè)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(duì)微流控芯片未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)及其應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了展望。同時(shí)，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(jiǎn)介、核酸適配子的特點(diǎn)以及與其他分析技術(shù)相結(jié)合等內(nèi)容，同時(shí)還介紹了核酸適配子在生物分析中的應(yīng)用，并對(duì)核酸適配子未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)及其

4、應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)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(duì)人類凝血酶的電化學(xué)檢測(cè)
　　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(duì)微流控芯片通道表面進(jìn)行修飾和改性。本實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)鏈，其表面的疏水性強(qiáng)，容易造成

5、蛋白質(zhì)的非特異性吸附等問(wèn)題，會(huì)大大降低蛋白質(zhì)的功能位點(diǎn)和活性，對(duì)生物分析造成不良影響。本實(shí)驗(yàn)采用用NaOH溶液對(duì)PMMA表面進(jìn)行處理，使其表面產(chǎn)生羥基，再通過(guò)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(jìn)而可以對(duì)凝血酶進(jìn)行特異性地識(shí)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(duì)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(cè)系統(tǒng)對(duì)凝血酶進(jìn)行了定量檢測(cè)，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(diǎn)，微流控芯片把分析時(shí)間縮短至短短幾分鐘之內(nèi)，并且簡(jiǎn)化了分析過(guò)程。一系列實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與常規(guī)方法相比，此方法具有檢測(cè)靈敏度高(檢測(cè)下限達(dá)1pg/ml)，線性范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。因此微流控芯片生物傳感器在臨床應(yīng)用和環(huán)境檢