题目：新型非标记电化学适体传感器的研究

在生命分析和临床检测中，需要对药物分子、蛋白质、DNA、糖、病毒、细胞等进行有选择性的定量检测。适体（Aptamer）是从DNA库中筛选优化得到的具有特殊功能的单链核酸分子，具有类似抗体与抗原的特异性，亲和力高，并且具有分子量小、结构简单、容易保存、可反复使用等特点，可作为生物识别分子构建适体传感器应用于生命分析和临床检测。电化学生物传感器（Electrochemical biosensor）以其选择性好、灵敏度高、响应快、操作简便、可实现在线和活体分析等特点，在分析化学的研究中起着越来越重要的地位，已广泛用于生命科学、环境分析、临床检测等领域，显示了良好的发展前景。
本论文的研究目的是构建快速、灵敏和简单的电化学适体传感器，实现对蛋白质和小分子药物的高灵敏检测。以适体为分子识别物质，探索研究新型的电化学探针和传感界面构造的新方法；与简单、灵敏的电化学分析方法相结合，设计和构建适用于检测蛋白质和小分子药物的高灵敏度、高选择性、稳定性好、可重复使用的新型非标记电化学适体传感器。以期解决电化学适体传感器应用时的非特异性吸附问题和提高对药物分子、蛋白质检测的灵敏度；开拓生物传感器的应用范围和促进生物传感器的发展。

本论文分为两部分：第一部分为综述部分，第二部分为研究报告部分。
第一章为引言。首先简要介绍了适体的概念、体外筛选过程、适体的特点、适体与配体的靶向识别作用和适体的化学修饰；总结了适体传感器和电化学适体传感器的分类以及适体的固定化方法；重点评述了标记型和非标记型电化学适体传感器的研究进展，并对电化学适体传感器的发展进行了展望。最后阐述了本论文的研究内容及意义。
第二章为非标记夹心式电化学可卡因适体传感器的研究。设计一种基于双链核酸适体的非标记夹心式电化学适体传感器，建立简单、高灵敏度的可卡因分析方法。首先，将末端巯基修饰的捕获适体探针组装在金电极表面，构建可卡因适体传感器。该传感器与目标分子可卡因和部分互补的检测适体探针作用后，在电极表面形成适体/可卡因/适体复合物。以六氨合钌为信号分子，基于单链适体和适体/可卡因/适体复合物对六氨合钌吸附量的不同，通过计时电量法检测电极表面吸附六氨合钌的还原电量, 进行可卡因的分析检测。在优化的条件下，还原电量与可卡因浓度在1.0 ~ 50 µmol/L范围内呈良好的线性关系，检出限为0.1 µmol/L。 用于血清中可卡因的检测，回收率在96.4% ~ 104%之间。该方法简单，灵敏度高，可作为一种通用型适体传感器模型。
第三章为基于三层膜组装非标记电化学凝血酶适体传感器的研究。开发一种高灵敏度的、具有抗污性能的交流阻抗适体传感器，用于原人血清样品中凝血酶的检测。适体传感器的构建首先将巯基修饰的凝血酶适体和二硫苏糖醇（DTT）一起自组装在金电极表面，再用巯基乙醇（MCH）进行封闭。利用原子力显微镜（AFM）、接触角和电化学交流阻抗法对适体传感器的性能进行表征。通过交流阻抗法在电化学可逆电对Fe(CN)63-/4-溶液中检测适体传感器传输电子的能力。交流阻抗值与凝血酶溶液浓度在1.0 ~ 20 ng/mL浓度范围内成良好的线性关系，检出限为0.3 ng/mL。设计的适体传感器呈现出良好的抗污性能，可用于原人血清中目标物凝血酶的直接检测，检出限可达0.08 ng/mL。本工作提出的方法灵敏度高，具有抗污特性，为临床检测提供一个具有广泛应用前景的策略。
第四章为基于点击化学和金纳米组装的非标记电化学溶菌酶适体传感器的研究。利用Cu+催化的点击化学作为固定化方法，在金纳米粒子修饰的印刷碳电极上构建新型的高灵敏电化学适体传感器用于溶菌酶的检测。电极系统包括八个印刷碳工作电极、一个印刷碳对电极和一个Ag/AgCl参比电极。金纳米粒子（GNPs）首先电沉积在印刷碳电极（SPCEs）表面，被用作适体固定的平台。将10-叠氮烷基-1-巯醇通过形成金硫键自组装在金纳米粒子修饰的印刷碳电极（GPE）表面，带有炔基基团的溶菌酶适体通过点击化学反应共价结合到叠氮基团修饰的电极表面。六氨合钌（[Ru(NH3)6]3+）作为电化学信号分子，方波脉冲伏安法（SWV）作为一个分析技术，基于溶菌酶作用前后适体吸附[Ru(NH3)6]3+量的变化，进行溶菌酶的分析检测。与直接自组装方法和物理吸附法构建的适体传感器相比较，点击化学构建的传感器对溶菌酶的检测表现出更高的灵敏度和更好的选择性。峰电流的降低值与溶菌酶的浓度在1.0 pg/mL ~ 10.0 pg/mL 范围内呈线性关系，检出限为0.3 pg/mL。同时考察了适体传感器对其它共存的蛋白和小分子如凝血酶和可卡因的响应。最后，本传感器成功用于鸡蛋蛋清中溶菌酶浓度的定量检测，结果满意。
本论文以小分子药物和蛋白质：可卡因、凝血酶、溶菌酶为分析模型，金电极和金沉积碳印刷阵列电极为基底，计时库仑法、交流阻抗法和方波伏安法为检测技术，构建了三种非标记电化学适体传感器，研究适体、巯基小分子与荷电活性分子的作用特征和比较不同固定化方法构建的适体传感器的性能，建立了高灵敏检测可卡因、凝血酶、溶菌酶的分析方法，并用于实际样品的分析检测。本工作不仅为电化学适体传感器的设计提供新概念和思路，而且还将为临床疾病的早期诊断和治疗提供具有潜在应用价值的分析器件，对生物传感器和生命科学的发展具有重要意义。