乙酰膽堿酯酶相關物質的生物傳感器檢測.pdf

1、乙酰膽堿酯酶(Acetylcholinesterase，AChE)是動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的一種催化酶，參與細胞的發(fā)育和成熟，能夠促進神經(jīng)元的發(fā)育和神經(jīng)的再生。乙酰膽堿是乙酰膽堿酯酶的水解底物，是中樞膽堿能系統(tǒng)中重要的神經(jīng)遞質之一，其主要功能是維持意識的清醒，在學習和記憶中起重要作用。人的腦組織中有大量的乙酰膽堿，但乙酰膽堿的含量會隨著年齡的增加而出現(xiàn)下降。有機磷與AChE結合會形成磷?；疌hE。磷酰化ChE很穩(wěn)定，使酶失去催化水解乙酰膽堿

2、的能力并逐漸老化，引起乙酰膽堿積聚，最終導致膽堿能神經(jīng)先興奮后抑制。阿爾茨海默病AD即老年癡呆癥，是一種神經(jīng)衰退癥，嚴重影響人的認知、記憶、情感等功能。世界較為認可的AD病理為大腦內乙酰膽堿的缺失。目前，全世界的患病者已達到一千七百到二千五百萬，給家庭和社會造成嚴重的負擔。所以實現(xiàn)對影響乙酰膽堿酯酶活性以及與其相關物質的準確、快速、簡單的檢測，對于AD和很多神經(jīng)疾病的發(fā)病機理研究及早期診斷治療非常重要。因此，開發(fā)一些易于操作、價格低廉且

3、又精確有效的乙酰膽堿酯酶傳感技術意義重大。
　　酶傳感器技術因具有選擇性好、結構簡單、靈敏度高等優(yōu)點已經(jīng)被廣泛應用。納米金作為研究和應用最廣泛的納米材料之一，具有獨特的光學、電學和催化性質。本文中，我們將酶傳感器和納米金信號放大技術有機地結合起來，構建了電化學和液晶酶傳感器，實現(xiàn)對乙酰膽堿酯酶抑制劑、乙酰膽堿酯酶底物和乙酰膽堿酯酶抗體的靈敏檢測。主要內容如下：
　　(1)設計了利用乙酰膽堿酯酶的催化活性，水解底物氯化硫代乙酰

4、膽堿生成硫代膽堿。硫代膽堿具有還原性，能夠還原氯金酸生成納米金顆粒。再將納米金粒子作為銅沉積的催化劑和種子。銅納米粒子在納米金顆粒上長大后，利用溶出伏安法將沉積了的銅溶出。然后通過線性伏安掃描法定量檢測沉積的銅得到的電化學溶出峰，來檢測乙酰膽堿酯酶抑制劑有機磷，其濃度和減弱的溶出峰信號成正比。有機磷的檢測下限達到0.02 ng/mL。(第二章)
　　(2)利用納米金沉積信號放大的乙酰膽堿酯酶液晶傳感器，實現(xiàn)對乙酰膽堿酯酶底物乙酰膽

5、堿和乙酰膽堿酯酶抑制劑有機磷農藥的低濃度檢測。實驗中利用氯化硫代乙酰膽堿與乙酰膽堿競爭與酶的結合，調控硫代膽堿還原生成的納米金顆粒，來擾亂液晶分子的有序性排列，引起液晶的偏光效應。在偏光顯微鏡下觀察，獲得的偏光圖像實現(xiàn)對乙酰膽堿的簡單、靈敏、有效的檢測，檢測下限達到15nM/mL。乙酰膽堿酯酶的水解催化活性受有機磷農藥的特異性抑制，可以將其作為監(jiān)控有機磷農藥的靶標物質。有機磷農藥抑制酶的水解活性，減弱酶對底物的水解，還原劑硫代膽堿就會相

6、應減少，從而導致納米金顆粒數(shù)量的減少，對液晶有序性的擾亂度也減弱，偏光效應也相應的減弱，最終實現(xiàn)對有機磷農藥的檢測，檢測下限達到0.1 ng/mL。此方法是一種簡單、直觀、快速且較靈敏地適用于乙酰膽堿和有機磷農藥檢測的技術，具有較強的通用性。(第三章)
　　(3)建立了一種基于乙酰膽堿抗體催化活性的液晶傳感器檢測方法。該法考察了乙酰膽堿抗體酶具有和酶相似催化水解活性的特點，水解硫代乙酰膽堿，生成具有還原性的硫代膽堿，硫代膽堿還原氯