收藏本站
《华中师范大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

新型传感界面构建及其在农药分子检测和生物活性研究中的应用

黄茜  
【摘要】: 农药在为农业生产提供保障的同时其残留物也对环境和人类健康造成危害,这就对当前农药研究提出了两方面的研究课题:一方面,发展快速、可靠的农药分析检测方法保障食品安全和品质:另一方面,开发高效、低毒、低残留的农药新品种,从源头上降低农药残留带来的副作用。将靶标蛋白与底物结合的高选择性和分子识别能力与电化学检测的灵敏、快速等特点结合,成为研究高效、便捷的农药分析检测新方法的发展趋势。利用靶标蛋白与底物的分子识别能力建立抑制剂离体生物活性分析方法,同样对实现新型农药候选化合物的初期筛选和先导结构化合物验证具有重要意义。无论是农残检测还是药物筛选,界面构建和生物大分子的固定是影响传感分析信号灵敏度和稳定性的关键因素。本文利用电化学和表面等离子体共振技术,以乙酰胆碱酯酶(AChE)和D1蛋白酶(CtpA)为靶标蛋白构建了几种生物兼容的界面,围绕发展基于靶标蛋白分子识别的农药分子检测和生物活性研究新方法这一中心,开展了以下几个方面的工作: 1.多壁碳纳米管-壳聚糖-乙酰胆碱酯酶复合界面的构建及其与底物的分子识别 利用戊二醛作为交联剂将AChE固定在壳聚糖与多壁碳纳米管组成的复合界面上。壳聚糖作为载体固定酶,为AChE提供一个理想的微观环境以保持酶的活性,碳纳米管的引入能有效降低酶催化产物硫代胆碱在电极上的氧化电位。固载的AChE能快速灵敏的催化溶液中的底物氯化乙酰硫代胆碱(ATCl),定量检测ATCl在2.0-20.0μM和20.0-400.0μM两个浓度区间内与电流响应有良好线性关系,AChE的表观米氏常数为132μM。该方法重现性好、灵敏度高、响应迅速、稳定可靠,有望为酶抑制剂的检测提供一个经济、便利的检测方法。 2.构建多壁碳纳米管-交联壳聚糖-乙酰胆碱酯酶复合界面用于杀虫剂检测及生物活性分析 以多壁碳纳米管交联壳聚糖复合膜固定AChE,采用竞争结合方法,分析溶液中的杀虫剂与ATCl竞争结合表面固定的酶。电化学信号的降低与杀虫剂三唑磷的浓度在0.03-7.8μM和7.8-32.0μM浓度范围内呈现良好线性,并定性分析比较了西维因、马拉硫磷、乐果对AChE的抑制效果,建立了基于AChE抑制的农药药效快速分析电化学方法。改变表面固载的靶标酶蛋白,可用于其它酶底物或模拟底物水解产物具有电化学活性的酶抑制剂的活性比较。 3.银纳米粒子-生物素复合界面固定乙酰胆碱酯酶检测有机磷农药 将自主合成的biotin-聚醚链-硫辛酸与11-巯基-1-十一醇混合组装于金电极表面,以avidin作为桥接将biotin衍生化的乙酰胆碱酯酶(ACHE)固定于表面,银纳米通过与avidin之间的静电引力结合,进而形成银纳米粒子-avidin-AChE复合界面。以ATCl为底物,根据氧化峰电流的减少,检测到乐果在0.05-10.0μM浓度范围内与酶抑制率呈线性关系,线性拟合的相关系数分别0.9983,检测限为0.01μM。 4.金纳米粒子标记的氨基甲酸酯与乙酰胆碱酯酶相互作用的表面等离子体共振研究 AChE通过共价键固定在11-巯基-1-十一酸的自组装膜上,将本课题组设计合成的两种抑制剂先导化合物(HY1和HY2)通过硫金键固定于金纳米粒子表面实现标记(记作ALC1和ALC2)。AChE与抑制剂之间的相互作用会引起表面等离子体(SPR)信号的变化,金纳米特殊的光学性质放大SPR检测信号,提高检测灵敏度,得到AChE与HY1、HY2的结合动力学数据:结合速率常数(K_a)分别为1.46×10~5(Ms)~(-1)和7.73×104(Ms)~(-1),解离速率常数(K_d)分别为4.66×10~(-2)s~(-1)和1.21×10~(-1)s~(-1),计算得到亲合常数(K_A)分别为3.13×10~6和6.39×10~5 M~(-1)。此体系结合竞争模式可以实现其它小分子农药类似物的免标记活性比较分析。 5.芯片表面原位形成金纳米粒子放大表面等离子体共振信号检测酶抑制剂 固定反应时间,SPR信号与AChE的活性有对应关系,根据酶活性的抑制程度建立了有机磷农药三唑磷的高灵敏检测方法,在0.5-14.0μM浓度范围内,三唑磷浓度与SPR信号呈线性关系,检测限为0.05μM。在这个体系中,无论是酶、底物还是分析物都无需标记和固定,反应在溶液中进行,为农药检测提供了一种简单、无标记、实时、灵敏的检测方法。 6.D1蛋白酶与二茂铁标记24肽相互作用的电化学检测及抑制剂活性分析 利用一步沉积法将氯金酸还原成金纳米原位沉积于电极表面构成金纳米-壳聚糖的复合界面固定CtpA。二茂铁(Fc)标记的24肽作为底物,通过与界面固定的CtpA相互作用结合到电极表面。结果表明,溶液中的Fc-24P在2.0-65.0μM的浓度范围内与电流响应呈现良好线性,通过测量小分子抑制剂与Fc-24P对D1蛋白酶的竞争反应,对三种CtpA抑制剂先导化合物HY1、HY2和NA1进行了生物活性分析。 7.D1蛋白酶与金纳米粒子标记24肽相互作用动力学的表面等离子体共振研究及其应用 金片表面修饰生成羧基化葡聚糖界面后将羧基活化,利用酰胺键将CtpA固定在芯片上。利用SPR技术研究金纳米标记的24肽与表面固定的CtpA相互作用,得到动力学数据K_a=3.08×10~2(Ms)~(-1),K_d=6.24×10~(-3)s~(-1)。当溶液中有酶的抑制剂存在时,抑制剂与底物竞争性结合界面固定的CtpA。选取竞争性拟合模型拟合了抑制剂存在条件下的SPR数据,获得了抑制剂与酶的结合速率常数、解离速率常数及亲合常数等动力学数据,为实现D1蛋白酶抑制剂的生物活性筛选提供了新方法。
【学位授予单位】:华中师范大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TQ450.1

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曹冲;;角色扮演类手机游戏界面的设计[J];计算机产品与流通;2019年02期
2 孙文琦;;高清互动点播电视界面设计研究[J];科技创新导报;2017年32期
3 罗争妍;;《“简”界面设计》[J];大众文艺;2018年12期
4 熊佳珞;;智能穿戴设备的界面优化[J];通讯世界;2018年07期
5 徐倩;;扁平化风格在网页界面设计中的应用探究[J];美术教育研究;2017年13期
6 林冬冬;;《手游UI界面设计1》[J];大众文艺;2017年09期
7 林冬冬;;《手游UI界面设计4》[J];大众文艺;2017年09期
8 林冬冬;;《手游UI界面设计2》[J];大众文艺;2017年09期
9 苟路勇;;《界面设计》[J];大众文艺;2017年09期
10 林冬冬;;《手游UI界面设计3》[J];大众文艺;2017年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 葛列众;刘宏艳;;自适应界面及其研究[A];第十七届全国心理学学术会议论文摘要集[C];2014年
2 王裕;李线绒;梁伟;李秀杰;赵兴国;;Al/C的界面观察[A];2005年全国电子显微学会议论文集[C];2005年
3 梁立红;付雪琼;魏悦广;;金属/陶瓷界面断裂的原子尺度研究[A];2018年全国固体力学学术会议摘要集(上)[C];2018年
4 黄熙龙;廖深飞;邹立勇;刘金宏;曹仁义;;椭圆气柱界面演化混合率实验研究[A];第十四届全国物理力学学术会议缩编文集[C];2016年
5 万建成;于清国;;基于界面模型和界面设计模式的界面模板[A];第六届全国计算机应用联合学术会议论文集[C];2002年
6 曾令敏;张宝光;;界面设计中人的特性分析与研究[A];2006年中国机械工程学会年会暨中国工程院机械与运载工程学部首届年会论文集[C];2006年
7 黄崇;贾广社;唐可为;陈建国;;基于协同思想的工程界面进度有效管理[A];上海空港(第9辑)[C];2009年
8 唐维军;赵宁;余彦;;界面不稳定性数值模拟方法[A];中国工程物理研究院科技年报(2001)[C];2001年
9 李道山;倪方天;杨德华;汪娟娟;;典型驱油用聚合物溶液界面扩张粘弹性研究[A];中国化学会第十一届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2007年
10 周睿;王蓉;;手机的声音交互界面设计[A];第十一届全国包装工程学术会议论文集(二)[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 浙江外国语学院中文学院 刘亚斌;新媒介文艺产业化的界面模式[N];中国社会科学报;2019年
2 ;厘清界面,回归主业促转型[N];解放军报;2018年
3 ;界面B轮完成超3亿元人民币融资[N];解放日报;2016年
4 主持人:胡南迪;WinMe安装界面的问题[N];电脑报;2001年
5 ;50%的PC将不能正常显示Vista界面[N];中国电脑教育报;2006年
6 深圳商报记者 解冰;界面联合创始人张衍阁:以原创为“媒”界面的目标是“新闻+”[N];深圳商报;2015年
7 小鱼儿;还浏览器一个干净的界面[N];中国电脑教育报;2004年
8 记者 吴挺;Sun 3D界面实现立体设置[N];计算机世界;2004年
9 本报记者 周静;厂商竞推自主UI界面 绑定应用谨防适得其反[N];通信信息报;2012年
10 重庆 雨夜;打造FTP服务器欢迎界面[N];电脑报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄茜;新型传感界面构建及其在农药分子检测和生物活性研究中的应用[D];华中师范大学;2009年
2 关奔;界面曲率效应对Richtmyer-Meshkov不稳定性影响的研究[D];中国科学技术大学;2016年
3 王显圣;极小曲面特征界面的Richtmyer-Meshkov不稳定性研究[D];中国科学技术大学;2013年
4 许勤芳;几种钙钛矿氧化物异质界面电子结构与磁性质的第一性原理研究[D];南京大学;2013年
5 汪海波;基于认知机理的数字界面信息设计及其评价方法研究[D];东南大学;2015年
6 吴晓莉;复杂信息任务界面的出错—认知机理研究[D];东南大学;2015年
7 叶仲斌;疏水缔合聚合物与表面活性剂二元驱油体系界面流变性研究[D];西南石油学院;2002年
8 李进春;金属/过渡金属碳化物界面势的反演及界面稳定性的理论研究[D];北京科技大学;2015年
9 李静波;内外之中间领域作为建筑界面的形式操作[D];重庆大学;2015年
10 熊毅;外电场作用下精微机械的界面粘附特性研究与控制[D];清华大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 韩廷森;手机界面设计演进研究[D];苏州大学;2016年
2 谭芳芳;当下移动媒体界面设计的发展及交互性新探[D];天津美术学院;2015年
3 宋娜;生态界面设计研究[D];中国矿业大学;2014年
4 关梦觉;基于触屏手机界面的视觉形式研究[D];湖北工业大学;2013年
5 赵新辉;基于符号学的手机界面设计表达研究[D];齐齐哈尔大学;2012年
6 潘兆业;手机界面交互设计研究[D];中南民族大学;2011年
7 蒋立;交互式网络电视的人性化界面设计研究[D];上海交通大学;2007年
8 吴珊珊;基于用户体验的移动界面反馈动效研究[D];华东理工大学;2018年
9 李景胜;界面信息的视觉引导机理研究[D];东南大学;2017年
10 郭玉斌;大规模协作创新中关键创新界面的分类识别及其应用研究[D];昆明理工大学;2016年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026