新型双组份微小核糖核酸同时测定电致化学发光传感方法研究

MicroRNAs are valuable biomarkers for clinical diagnosis. Sensitive detection of multiplex miRNAs is of great theoretical significance and practical value. Simultaneous determination of multiple analytes is an effective approach to reduce the cost with fewer sample and time consumption. It also makes the results more convincing due to the detection of multiple analytes is conducted on one biosensing interface. The principal objective of this study is utilizing unique properties of different nanoparticles, such as the function of noble metal nanoparticles for both carrier and catalyst of luminol, and the energy transfer mechanism between semiconductive nanomaterials, to construct a novel highly sensitive electrochemiluminescence biosensor for simultaneous detection of two analytes with the combination of enzyme-assisted amplification and DAN assembly these two amplification strategies;. On this base, the assemblly, cleavage and replacement of DNA probes and the rigid double-stranded structures are applied to finely control the relative positions and distances of nanoparticles. The interactions between differernt electrochemiluminescence reagents and the engergy transfer between various nanoparticles will be deeply explored and researched.

微小核糖核酸是一种在临床诊断上很有价值的生物指标物，对它的高灵敏检测具有重要的理论意义和实用价值。多组分同时检测不仅可以降低成本，减少样品消耗量及检测时间。检测在同一个生物传感界面进行也使得检测结果更为可信。本研究的目的是利用不同纳米颗粒的性质，例如贵金属纳米颗粒对鲁米诺的负载及催化作用，半导体纳米材料之间的能量转移机制等，通过核酸酶及DNA自组装等信号放大策略的联用，以微小核糖核酸为检测物，提出了一种新型高灵敏电致化学发光双组份同时检测方法；在此基础上，我们可以利用核酸探针间的组装、切割、取代及双链核酸的刚性结构，灵活调控纳米材料间的相对位置和距离。通过研究在不同的核酸构象下信号的改变。对在同一个生物传感界面上不同电致化学试剂之间的作用，多种纳米颗粒能量转移机制进行深入研究和探索。

传统的电化学传感器虽然有仪器简单，容易操作，灵敏度高等优点，但一般只能每次检测一种目标物，检测效率不高。同时检测结果可能受到环境因素干扰。针对这些问题，为了提高检测效率和灵敏度，改善检测的可靠性，降低检测成本，实现检测仪器的便携化，在本项目支持下成功开发了一系列基于核酸探针的新型电化学传感器。主要工作包括利用溴化银负载地三维氮杂石墨烯吸附鲁米诺制备了固态电致化学发光电极，节省发光试剂用量，提高了发光强度。通过两种临界电位匹配的电极材料的同时使用，以及贵金属纳米材料的表面等离子体对信号的放大，实现了对两种微小核糖核酸的高灵敏同时检测。通过同时应用“信号开启”和“信号关闭”模式，在一次检测中获得双重浓度信息，并作为彼此的参考，从而研制了双通道自参比生物传感器。通过引入比率传感的原理，降低了对光源稳定性的要求，选择合适的小型或微型电化学工作站，首次研制了阳光驱动的便携式光电生物传感器，实现整套检测体系的便携化，可以广泛地应用在诸如重金属、真菌毒素、抗生素及细菌等多种农产品中有毒有害物质的现场检测中。综上所述，这些新型分析方法，可以有效提高检测性能，扩展传统电化学传感器的应用领域，提供高效的分析工具。