纳米传感器在葡萄糖检测中的应用

来源 :南京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jason19829413
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糖是生物体主要的组成成分之一,针对各种糖衍生物的检测研究一直都是科研工作者进一步了解人体生理病理疾病的一个重要途径。自第一代测糖仪问世以来,葡萄糖生物传感器得到了极大的发展,尤其是近几年,随着生活水平的提高,糖尿病的发病率逐年提高,对血糖的检测研究显得迫不及待。除此之外,细胞膜表面的糖基也是糖类研究的另一个重要分支。细胞膜表面的聚糖在细胞的粘附、转移、信号传递方面扮演着十分重要的角色。当细胞出现癌变时,其表面的聚糖会发生相应的改变,对这种关系的进一步了解有利于癌症的早期诊断。本研究主要工作如下:  (1)充分利用纳米金独特的光学性质与其粒子的间距离密切相关的特性,构建了一种简单的葡萄糖比色检测传感器。当纳米金颗粒呈分散状态时,其颜色表现为酒红色;而当粒子发生聚集时,彼此间距大大拉近,纳米金会从酒红色变为蓝色。氨基苯硼酸作为葡萄糖的识别受体之一,具有极强的pH依赖性,本研究以其作为识别探针,考察了不同pH条件下传感策略的响应效果。研究发现,当外环境体系的pH值位于氨基苯硼酸自身pKa两侧时,传感器能够表现出两种截然不同的响应信号。这一发现为将苯硼酸类物质应用到生理环境提供了理论支持,通过对苯硼酸类物质pKa的调节控制即能完成整个检测环境控制。  (2)以纳米金作为显色信号元件,通过利用点击反应建立一种简单、快捷、灵敏度高的还原糖检测新方法。利用Au-S之间的特异性共价结合,完成纳米金表面的炔基化和叠氮化。本研究以葡萄糖为目标检测物进行验证,葡萄糖作为一种常见的还原糖,其自身的还原性能够轻松的将Cu(Ⅱ)还原,生成的Cu(Ⅰ)则是点击反应顺利进行的必要条件。炔基与叠氮基之间环加成反应的顺利进行,使得纳米金之间的距离被大大拉近,从而发生聚集。本研究对温度、时间等因素对点击反应效率的影响进行了考察。  (3)纳米材料的高体表面积能够使得检测信号得到成倍的放大,本研究通过利用纳米二氧化硅作为信号载体,进行量子点的初步富集;为了能使信号进一步的放大,我们又在二氧化硅的表面引入了树枝状的聚合层,使其能固定上更多的量子点,从而进一步放大信号。构建完成的荧光探针与细胞之间的特异性结合借助于生物素-链霉亲和素这一对亲合物质,通过改变细胞预处理的手段,能够实现一种探针,多种目标物的检测,方便简单,同时荧光强度高,细胞成像清晰。
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