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微悬臂传感器是基于原子力显微镜技术发展而来的无标记超灵敏传感检测方法,能够将悬臂表面化学反应的信息转化为微悬臂的机械运动。本文以核酸适配子和多肽作为受体分子,研究了微悬臂阵列传感器(静态工作模式下)在生物分子识别和检测中的应用。本论文的主要内容如下: 1.使用适配子修饰的微悬臂阵列传感器实现了卡那霉素的无标记检测。微悬臂阵列由传感悬臂和参比悬臂组成,其中传感悬臂表面修饰特异性的卡那霉素适配子作为识别分子,同时参比悬臂表面修饰6-巯基-1-己醇以消除外界环境干扰的影响。卡那霉素和适配子结合使悬臂的表面应力发生变化而产生偏转,通过测定传感悬臂和参比悬臂之间差偏转的大小得到悬臂表面应力变化的大小。表面应力的变化值和卡那霉素的浓度在100μmol/L~10mmol/L的范围内线性相关。该方法对卡那霉素具有较好的选择性,信噪比为3时所得的检测限为50μmol/L。该工作展示了基于适配子的微悬臂阵列传感器在生物分子检测方面的巨大应用潜力。 2.基于多肽修饰的微悬臂阵列传感器发展了一种可逆化的万古霉素检测方法。该多肽包含半胱氨酸(Cys-)、空间链(-Gly-Gly-Gly-Gly-)和识别序列(-L-Lys-D-Ala-D-Ala)。万古霉素和多肽结合使传感悬臂的表面应力发生变化从而使传感悬臂和参比悬臂之间出现一个差偏转。当万古霉素浓度为2μmol/L~100μmol/L时,悬臂差偏转的倒数和万古霉素浓度的倒数线性相关(R=0.993)。在信噪比为3时,检测限为0.2μmol/L。进样后再次通入缓冲溶液,万古霉素从表面解离掉,从而实现可逆性检测。该传感器对其他一些抗生素如氧四环素、链霉素和卡那霉素响应较小,具有较好的选择性。在血清背景中万古霉素的可逆性检测也可以实现,显示了该传感器在万古霉素实际样品检测中的应用潜力。 3.人绒毛膜促性腺激素(hCG)是一种重要的生物标志物,在妊娠诊断和一些癌症的诊断和治疗中发挥着重要作用。利用hCG特异性结合多肽修饰的微悬臂阵列传感器发展了一种无标记、无抗体的hCG检测方法。hCG结合多肽经由金-硫键固定在悬臂表面作为识别受体,hCG和多肽结合使传感悬臂表面应力发生变化从而发生偏转。通过测定传感悬臂和参比悬臂间的差偏转,实时研究了hCG和识别多肽的相互作用并实现了hCG的特异性检测。当信噪比为3时,hCG的检测限为1nmol/L。另外,还研究了多肽修饰浓度对悬臂偏转的影响。多肽修饰的微悬臂阵列传感器将会在生物分子相互作用研究及生物分子检测中发挥更加重要的作用。