以荧光共轭聚合物为信号传导体腺苷脱氨酶传感新方法的研究

本项目提出拟将荧光共轭聚合物的倍增响应性与适配体的高亲合性结合起来，构建高灵敏度和高选择性的荧光生物传感体系，建立检测腺苷脱氨酶简单灵敏实用的新方法。拟以荧光共轭聚合物为信号传导体、以含腺苷适配体的寡核苷酸作为分子探针、以DNA嵌入剂为信号物质，构建基于荧光共振能量转移机制的腺苷脱氨酶生物传感器。重点研究高荧光量子产率的共轭聚合物的设计合成，拟合成聚苯乙烯、聚对苯撑乙炔和聚芴三种类型的聚合物，通过改变分子侧链的长度和官能团类型，筛选出荧光量子产率高、具良好水溶性的聚合物；在适配体基础上连接寡核苷酸、并修饰荧光标记物以获得性能良好的适配体探针。研究不同传感模式对检测灵敏度的影响，研究该体系中适配体的变性复性能力；探索该检测体系的选择性和特异识别性；利用该体系筛选腺苷脱氨酶的抑制剂。通过建立腺苷脱氨酶的新型生物传感体系，优化检测条件，为腺苷脱氨酶的灵敏检测和抑制剂的筛选提供新方法。

本项目将荧光共轭聚合物的信号放大优势与适配体的灵敏性结合起来，建立了一系列高灵敏度、操作简单方便的腺苷脱氨酶（ADA）检测新方法。首先设计、合成、表征了六种水溶性共轭聚合物，研究了它们的光物理性质，在此基础上研究了不同ADA传感新机理，建立了几种检测新方法：方法一建立了无标记的基于荧光turn-on检测ADA的新方法，该方法无需标记，具有检测费用低廉、简单、快速的特点；该法检测限达到2 U/L，满足了临床检测的需要。方法二建立了基于双重荧光共振能量转移（FRET）/共轭聚合物的ADA检测新方法，通过检测荧光素到溴化乙锭的能量转移效率来检测ADA，该方法选择性好、灵敏度高，检测限达到0.5 U/L，比已报道的绝大部分方法的检测限低；方法三，设计了一种基于光诱导的电子转移PET及FRET相结合的传感机理，利用共轭聚合物的信号倍增响应性及PET对背景信号的降低效应，建立了一种更为灵敏简单的传感体系用于ADA的检测，无论在缓冲液还是10%的血清中检测限达0.3U/L，比此前报道的方法体系更简单、灵敏度更好。总的来说，三种方法有各自的特点，为ADA检测提供了更多新思路。另外，我们利用前期设计合成出的共轭聚合物建立了几种其他的传感方法：建立了一种灵敏快速筛选alpha-葡萄糖苷酶抑制剂的新方法，该荧光传感新方法比紫外分光光度法灵敏度高出近10倍；建立了一种基于硝基苯衍生物对共轭聚合物荧光内滤效应的pH和酶活性检测新方法，利用该机理在10%的血清中也能实现pH响应及糜蛋白酶活性的检测；另外以共轭聚合物PFPB为信号传导体构建了YES与NOT、NOR与YES的可循环逻辑门，该研究为构建可重复利用生物传感体系并用于酶的多重检测提供了新平台。最后，建立了一种基于新型荧光OPE-DNA水凝胶的可调控抗菌新方法，该新材料及调控机制为发展药物释放新方法提供了新思路。这些研究工作将为利用新型荧光共轭聚合物建立灵敏检测生物大分子的研究，提供一些具有重要参考价值的资料，为传感方法的设计提供一些新的研究思路，将为促进荧光共轭聚合物在生物传感及生化分析方面的研究发挥重要作用。

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