● 摘要
生物传感器是一种对各类生物物质敏感并且能够将其浓度信号转换为电信号或者光信号的传感系统,它们广泛应用于环境检测、生物检测、疾病诊断等方面。水溶性共轭聚合物由于具有特异的光电性质,能够成倍放大荧光信号,以水溶性共轭聚合物作为光学探针在生物传感、药物传送、疾病诊断、细胞成像、生物小分子检测和杀菌等方面表现出了良好的应用前景。本文首先以DNAzyme作为生物传感平台,发展了一种荧光turn-on分析方法,实现了铅离子灵敏特异性检测。然后,设计合成了一种新型的侧链带有邻苯二胺基团的阳离子共轭聚合物,实现了对NO的灵敏检测。
一、基于DNAzyme的铅离子的灵敏检测研究
我们设计了一种基于DNAzyme荧光turn-on的传感新方法,实现了铅离子的高灵敏度及高选择性检测。在该方法中,DNA酶链 17E和其底物17S-FAM形成V型的双链结构,加入双链DNA嵌入剂溴化乙靛(EB),EB可快速地嵌入到形成的V型dsDNA中。当用490 nm的光激发该传感体系,由于标记在17S-FAM末端的荧光素FAM发射光谱和EB的吸收光谱有很好的重叠,所以发生从FAM到EB的荧光共振能量转移(FRET)。在这一过程中,EB作为FRET过程中的能量受体,使得FAM的荧光大大降低。当溶液中加入铅离子,酶链17E会切割底物链17S-FAM形成单链, EB随即被释放出来,导致FAM到EB的FRET过程被中断,FAM的荧光强度迅速恢复。这种基于DNAzyme荧光turn-on方法表现出了很高的铅离子选择性和灵敏度,其检测限达到530 pM,也可实现水样中铅离子的检测。该法为基于DNAzyme的生物传感提供了新的检测思路。
二、基于新型水溶性共轭聚合物NO的灵敏检测
我们设计了一种新的传感体系用于NO的灵敏检测。首先我们利用Suzuki反应合成了一种新型的阳离子共轭聚合物,并在该共轭聚合物侧链中引入了邻苯二胺基团,由于该基团能够与主链发生光诱导的能量转移(PET),使得聚合物的荧光几乎完全被淬灭。在溶液中加入NO,NO能与聚合物侧链的邻苯二胺发生氧化还原反应生成苯并三氮唑,从而使主链和侧链之间的PET效应被中断,聚合物的荧光得以成倍的恢复。利用该原理,我们检测了PBS缓冲液中的NO气体分子,研究结果表明该聚合物能够特异性的对NO产生响应,并且该方法灵敏,NO的检测限达1.3 nM。该法简单、快速,为生物小分子的检测提供了新思路。
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