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多氯联苯(Polychlorinated biphenyls,PCBs)是一类人工合成的持续性有机污染物。它的广泛存在以及潜在毒性对环境安全和人类健康造成了严重危害。为了快速有效且痕量的检测PCBs,已经研制出了各种各样的检测方法。传统的检测方法存在着各种各样的问题,如操作繁琐,费用昂贵,耗时等,因此急需发展快速灵敏、简单高效的检测新方法。生物分子探针由于其能特异性的高效识别目标物,在检测器中的应用越来越广泛;而金纳米材料由于其独特的光电性质以及良好的生物相容性,在生物传感器的构建中发挥着越来越显著的作用。本文针对如何构建特异性识别PCBs的生物纳米探针,以实现对PCBs快速痕量检测展开了一系列工作,主要研究内容和结果如下: 1、筛选特异性识别PCB77适配体的研究。通过荧光SELEX技术筛选特异性识别PCBs的适配体,为建立快速、方便、廉价的传感器提供了分子探针。经过11轮SELEX筛选,得到了九组适配体。通过结合力测定、特异性分析以及结合常数计算,得到了Ⅱ和Ⅷ两个特异性识别PCB77的适配体,其结合常数达到微摩量级。并且分析了其序列保守性以及预测了其二级结构,为后续基于分子探针构象变化的传感器设计提供了基础。 2、筛选特异性识别PCB35小肽探针的研究。通过噬菌体展示技术筛选特异性识别PCBs的噬茵体展示小肽,为建立微生物、噬菌体等识别PCBs的生物传感器提供了基础。以生物素化PCBs为靶物质,筛选得到了特异性识别靶分子的噬菌体小肽,并分析了其结合力和结合特异性以及序列保守性。通过竞争性ELISA分析,获得的噬菌体小肽并非特异性针对PCBs。这表明噬菌体展示小肽并没有特异性的识别PCBs位点,线性12肽展示库并不适用于识别PCBs特异性小肽的筛选。 3、Tween80介导的DNA快速功能化金纳米颗粒(AuNPs)的研究。DNA在AuNPs)表面的功能化,对于制备DNA/金纳米颗粒探针(DNA/AuNPs)是至关重要的一步。我们发展了一种基于Tween80介导的DNA快速功能化金纳米颗粒的方法。这种方法在2-3小时内就可以完成DNA对金纳米颗粒的修饰。通过荧光分析方法,测定了DNA在金纳米颗粒表面的修饰数达到60/个,可以与传统的方法相媲美。对金纳米颗粒的稳定性分析表明,这种方法得到的DNA/AuNPs与传统修饰的DNA/AuNPs相比,在耐热性、耐盐性、广泛的pH值以及抗冻融等方面都表现出了很好的稳定性;并且修饰在金纳米颗粒表面的DNA仍然保持着良好的生物活性。这为快速合成稳定性的DNA/AuNPs建立了一种可靠的方法。 4、基于适配体的金纳米颗粒检测PCB77的研究。通过筛选得到的识别PCB77的DNA适配体,结合金纳米颗粒,设计了两种纳米生物探针。比色法相对简单、快速,但是对PCB77的检测灵敏度不够,检测限为50μg/L。基于荧光恢复法制备的分子探针,在痕量检测PCB77方面有很好的灵敏度。其荧光的恢复值与PCB77的浓度在0.1-100μg/L时有很好的线性关系,最低检测限为0.5μg/L。并且这种探针相对于其他物质来说,对PCB77的识别有一定的特异性。这为以适配体为分子识别元件,构建快速检测环境污染物的生物传感器奠定了基础。