Hemin-石墨烯复合材料在癌症相关酶检测中的应用研究.pdf

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1、学校代码：10286分类号：O65密级：公开UDC：543学号：152344Hemin-石墨烯复合材料在癌症相关酶检测中的应用研究研究生姓名：徐晓林导师姓名：卫伟教授申请学位类别理学硕士学位授予单位东南大学一级学科名称化学论文答辩日期2018年4月23日二级学科名称分析化学学位授予日期2018年月日答辩委员会主席刘松琴评阅人壮亚峰丁收年2018年4月26日硕士学位论文Hemin-石墨烯复合材料在癌症相关酶检测中的应用研究专业名称：化学研究生姓名：徐晓林导师姓名：卫伟教授THEAPPLICATIONOFHEMIN-GRAPHENENANOCOMPOSITESINTHEDETECTIO

2、NOFCANCER-RELATEDENZYMESAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofScienceBYXuXiaolinSupervisedbyProf.WeiWeiSchoolofChemistryandChemicalEngineeringSoutheastUniversityApril2018东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成

3、果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所（含万方数据）、国家图书馆、《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括以电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括以电子信息形式刊登）授

4、权东南大学研究生院办理。研究生签名：导师签名：日期：摘要摘要与癌症相关的生物标志物有多种，如microRNA，DNA，酶及细胞代谢产物等，这些物质由肿瘤细胞产生，通过对这些物质的检测研究可以实现对癌症的早期诊断。考虑到在癌症早期，标志物浓度很低的特点，因此开发一些能对痕量癌症标志物进行准确可靠、高灵敏、有效的检测手段成为人们关注的焦点。近年来，科学家探索了石墨烯很多优异的物理和化学性质，将功能化石墨烯引入到检测癌症相关标志物中，发展出了一系列高灵敏的检测方法。本论文通过构建基于Hemin-石墨烯复合材料（H-GNs）的比色传感器，用于对癌症相关酶类生物标志物端粒酶和PARP-1的检

5、测。本文的主要内容如下：（1）基于Hemin-石墨烯复合材料（H-GNs）的优良特性，设计了一种简单、无标记的比色方法检测端粒酶活性。在0.5MNaCl溶液中，通过π-π堆积吸附端粒酶引物的H-GNs刚好完全团聚，但当端粒酶存在时，端粒酶识别端粒酶引物，进行扩增并产生富G序列（TTAGGG）x。扩增后的端粒酶引物带有的负电荷大大增加，使H-GNs之间的斥力变大，提高了其抗盐能力，此时在同样的NaCl浓度下，H-GNs的分散性变好。离心，上层清液在TMB和H2O2的存在下，发生显色反应。可依据H-GNs在溶液中团聚的变化及显色后溶液颜色的深浅对端粒酶活性进行半定量分析，根据在652n

6、m处的紫外吸收信号对端粒酶活性进行定量检测。本方法的线性范围为0~2300HeLacells/mL，检出限为60HeLacells/mL，与金纳米粒子构建的检测端粒酶活性的方法相比，方法简单、灵敏度高。本方法还可以检测膀胱癌患者尿液中的端粒酶活性，对癌症发现和预后具有重要意义。（2）利用PAR对H-GNs在NaCl溶液存在状态的影响，开发了一种简单、无标记的比色方法检测PARP-1活性。设计ds/ssDNA，使其中的ssDNA部分与石墨烯发生π-π堆积作用，吸附在H-GNs的表面。在一定浓度的NaCl作用下，吸附ds/ssDNA的H-GNs刚好完全团聚。+在PARP-1的存在下，P

7、ARP-1能够与特定dsDNA结合，催化活性被激活，以NAD为底物，在目标蛋白上合成聚（ADP-核糖）聚合物（PAR）。PAR带有大量的负电荷，负电荷密度几乎是ssDNA的2倍，使H-GNs之间的静电斥力增强，在同等浓度的盐溶液中H-GNs可以稳定存在。离心，上层清液在TMB和H2O2的存在下显色，可以通过颜色的变化对PARP-1进行半定量、定量检测。本方法无需昂贵的标记过程，具有较宽的线性范围（0.05U~1U），低的检测限（0.034U），同时可检测血清样本及癌症