针对肿瘤相关物的新型电致化学发光适配体传感分析研究

The development of electrochemiluminscence (ECL) biosensing has drawn substantial attention. However, some important challenges and hurdles still remain in the construction of high sensitive ECL biosensing interface, mechanism and the biomolecule recognition process. For example，the functional ECL interface based on quantum dots and biological recognition element need to be optimized, the transduction format of enhanced ECL signal needs further exploitation and development, the sensitivity and specificity of the ECL biosensing protocol needs to be improved. To address these problems, on basis of the recent established energy transfer-based ECL biosensing by our works, this project proposes the use of aptamer as bio-recognition element and investigation the ECL aptasensing system of energy transfer between the quantum dots and noble nanoparticles. In thus system, we plan to develop the new energy transfer-matching semiconductive material, research on the mechanism of ECL energy transfer, and discuss the interaction of involved light, electricity and /or magnetism. Combined with the specificity of aptamer recognition to the tumor marker, this novel ECL aptasensing mechanism is introduced into the tumor marker analysis. It could extend the application scope of this method , and provide a new avenue of tumor marker high sensitive detection.

电致化学发光（ECL）生物传感的发展研究深受关注，但在构建高灵敏电光生物传感界面和生物元件识别过程中尚存在诸多问题与挑战。如基于量子点ECL功能界面与生物识别元件需要优化，增强ECL信号传导模式还需要开发以及进一步探索，ECL生物传感体系的灵敏度与选择性还有待提高。本项目针对这些问题，以我们前期所建立的基于能量转移原理的ECL生物传感研究为基础，提出了以适配体为生物识别元件，研究用适配体关联的量子点材料与金属纳米粒子构成的能量转移型ECL适配体传感体系。在此体系中进一步研发新的能量匹配半导体纳米材料，深入研究贵金属粒子与半导体之间的能量转移机制，探讨体系中所涉及的光、电和/或磁的相互作用。并结合适配体对肿瘤相关物的特异性生物识别功能，将新型ECL适配体传感理论引入到肿瘤相关物的分析领域当中，进一步扩大这种方法的应用范围，同时也是针对肿瘤相关物提出一种新型高灵敏的检测方法。

电致化学发光（ECL）生物传感的发展研究深受关注，但在构建高灵敏电光生物传感界面和生物元件识别过程中尚存在诸多问题与挑战。 如基于量子点ECL功能界面与生物识别元件需要优化，增强ECL信号传导模式还需要开发以及进一步探索，ECL生物传感体系的灵敏度与选择性还有待提高。本项目针对这些问题，基于量子点和其他功能化的纳米复合材料，将生物催化沉淀、功能化信号放大以及微芯片加工等技术结合到传统ECL生物传感界面当中，提出了一些针对肿瘤标志物的新型ECL生物传感新方法，如1.DNA“生物门”与双联特异性剪切酶结合的信号放大策略在电致化学发光中实现对survivin mRNA的检测；2. 结合生物催化沉淀与单壁碳纳米角放大作用构建ECL免疫传感器并用于神经元特异性烯醇化酶的检测；3. 生物催化沉淀与酪胺信号放大策略在电致化学发光免疫传感中实现对铁蛋白的超灵敏检测；4. 能量共振转移结合酶循环放大在比率电致化学发光中实现对survivin mRNA的检测; 5. 基于孔径垂直分布硅膜构建刺激响应型的ECL适配体传感界面实现对粘蛋白1的灵敏检测。同时在荧光检测中，利用新型纳米材料石墨烯量子点，通过荧光猝灭-恢复法测定Cu2+与谷胱甘肽的含量。除此之外我们还对基于量子点的ECL和PEC两种技术，从原理上比较了电致化学发光和光电性质的异同点，并对其的生物分析应用我们做了较为详细的总结归纳。本项目将新型ECL生物传感理论引入到肿瘤相关物的分析领域当中，进一步扩大这种方法的应用范围，同时也是针对肿瘤相关物提出一种新型高灵敏的检测方法。