适配体纳米生物传感器特异检测GPC3研究

来源 :桂林电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lcm2005
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Glypican-3(GPC3)是一种与膜结合的硫酸肝素蛋白聚糖,在肝癌组织中会高表达,而在正常肝组织或良性肝细胞结节中呈阴性。它作为一种重要的肿瘤标记物,用于肝癌的筛查和诊断。适配体是运用SELEX技术从人工体外合成的随机寡核苷酸序列库中反复筛选得到,能以极高的亲和力和特异性与靶分子结合的一段寡核苷酸序列。适配体生物传感器是将适体作为分子生物识别元件与信号转换元件紧密结合,从而检测目标化合物的一类分析装置。因此,我们以GPC3为靶标,采用GPC3适配体为识别元件,联合采用酶催化信号放大和纳米材料信号放大技术,构建了两种适配体纳米生物传感器,实现了血清中GPC3的特异检测。主要研究内容如下:(1)基于光寻址电位传感器(LAPS)检测GPC3的适配体纳米传感器研究:将LAPS芯片、光源驱动电路、信号放大电路、和Lab VIEW平台组成了LAPS实时测试系统。设计合成了金纳米粒子/聚乙烯亚胺-氧化石墨烯(Au NPs/PEI-r GO)复合材料,采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、粒径分析和Zeta电位等对Au NPs/PEI-r GO进行了表征分析。Au NPs/PEI-r GO具有优异导电性和大比表面积,增加GPC3-Apt的负载量。将Au NPs/PEI-r GO和GPC3-Apt修饰在LAPS芯片形成敏感单元。在LAPS敏感单元上滴加GPC3标准溶液,形成LAPS的测试基片。将LAPS的测试基片放到LAPS测试系统,在外加偏置电压作用下,LAPS测试基片上GPC3与GPC3-Apt的特异性结合导致敏感单元表面的电势的改变,(I-V)曲线产生相应的偏移。该偏移量与GPC3浓度在0.1-100μg/m L表现出良好的线性关系,相关系数为0.98998,最低检测限为0.04μg/m L([S/N]=3),灵敏度为1.33638 mV/μg/mL。同时LAPS检测系统具有良好的特异性和重现性。用于实际血清检测时LAPS传感器的回收率在99.03%-119.32%之间,相对标准偏差在1.05%-6.85%之间。(2)基于血红素/还原性石墨烯(HGNs)的类酶催化银沉积的GPC3电化学适配体纳米传感器研究:采用水合肼为还原剂,通过一步还原法制备HGNs纳米酶。利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR),紫外光谱(UV-vis),透射电子显微镜(TEM)等研究了HGNs的结构和形态特征。采用HGNs无损标记GPC3适配体作为信号探针(HGNs-Apt),GPC3适配体作为捕获探针,构建了GPC3电化学适体纳米生物传感器。借助HGNs类过氧化物酶的催化作用,H2O2将溶液中的银离子(Ag+)还原为金属Ag沉积在电极表面。通过差分脉冲伏安法(DPV)高灵敏检测GPC3。在最佳条件下,Ag的电流响应与GPC3浓度在10.0-100.0μg/m L范围内具有良好的正相关,相关系数为0.99576。最低检测限为3.16μg/m L([S/N]=3),灵敏度为0.807μA·μM-1·cm-2。通过分析加标的人血清样品(从101.25%到122.25%的良好回收率)验证了该方法的适用性。此外,GPC3电化学适体纳米生物传感器具有可接受的选择性,稳定性和可重复性。
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