基于功能化介孔硅材料的可控制释放电致化学发光技术检测细胞内生物活性分子

本项目拟利用介孔硅良好的生物相容性，将高灵敏的电致化学发光技术应用于细胞内生物活性分子的检测，发展基于介孔硅为主体、电致化学发光活性物质为客体的新型电致化学发光传感器，建立测定细胞内生物活性分子高灵敏度、高选择性、简便实用的电致化学发光分析新技术。其中，采用溶胶-凝胶法制备孔道高度有序、内外表面功能改性的介孔硅材料，将电致化学发光活性物质负载在材料的孔道内，利用纳米金粒子、磁性纳米微球等材料作为"孔帽"封住介孔材料的孔口，以细胞内生物活性分子为检测对象，结合核酸适体技术、纳米技术，根据生物活性分子的自身特点，控制释放孔道内的发光活性物质，探究生物活性分子识别过程中电致化学发光信号的变化。本课题的研究是对电致化学发光检测技术和介孔硅材料应用的拓展，为临床疾病诊断和药物筛选提供理论依据，具有十分重要的理论意义和应用价值。

介孔二氧化硅具有孔径分布均匀，较高的比表面积，良好的生物相容性等特性。本项目将高灵敏的电致化学发光技术与介孔硅材料联用，建立高灵敏度、高选择性、简便实用的电致化学发光分析新技术。采用化学共沉淀法制备了Fe3O4磁性纳米粒子，并以磁性Fe3O4纳米粒子为核，介孔硅为壳制备了表面官能团化的磁性纳米介孔二氧化硅球。利用适体DNA与磁性介孔硅表面的氨基之间的静电作用，将适体 DNA静电吸附在介孔表面以形成“孔帽”， 基于靶蛋白质分子凝血酶对适体的特异性识别，从适体DNA链从介孔表面脱离，释放出孔道内的客体分子，构建了以蛋白质分子凝血酶为生物刺激响应的磁性介孔硅可控制释放系统，此方法测定凝血酶的线性范围为0.6 pM–0.8 nM，检测限为0.5 pM，结果表明此方法具有很好的检测灵敏度，特异性，和选择性。并采用溶胶-凝胶法合成了尺寸均匀、高容量的纳米介孔二氧化硅球。用kh560将环氧基修饰在介孔孔口处，氨基修饰的底物链（17DS）与环氧基连接做为Linker，生物素修饰的17E脱氧核酶与底物链杂交，加入与生物素特异性结合的亲和素构成“孔帽”，将荧光素客体分子封闭于介孔内，基于对铅离子Pb2+敏感的17E脱氧核酶具有切割底物链的作用，建立了基于介孔二氧化硅免标记检测Pb2+的新方法。该方法具有较高的灵敏度，检测过程中基本不受其他金属离子的干扰。