1、納米材料在生物分子檢測中的應用一直是生物分析化學領域研究的熱點問題之一，利用納米材料特殊的表面效應、量子效應等可以在生物分子檢測中明顯地提高分析與檢測的靈敏度和選擇性。在本論文的研究工作中，我們對碳納米管和Fe<,3>O<,4>磁性納米粒子在DNA、蛋白和細胞水平上高靈敏分析檢測中的應用進行了探討和研究，并對作用其機理進行了分析。同時，搭建了現(xiàn)場電化學接觸角檢測系統(tǒng)，對其在基于納米界面體系的生物分子高靈敏檢測中的應用進行了探討。

2、 論文的主要研究內(nèi)容如下： 1．運用基于多壁碳納米管的方法對玻碳電極進行活化，并將活化后的電極應用到水相和有機相相關的高靈敏電化學分析檢測中。利用這種碳納米管活化的電極(MNPGCE)可以進行DNA生物傳感等的高靈敏電化學檢測，并可將鳥嘌呤的檢測限降低到7.5nM，酸變性DNA的檢測限降低到150ng/mL。除此以外，這種活化的電極還可以用于有機相的電活性分子的高靈敏檢測。 2．采用電化學活化法制備了單壁碳納米管活化的玻

3、碳電極(SNPGCE)，并將其應用于DNA堿基的檢測中。利用脈沖伏安法研究了鳥嘌呤核苷、鳥嘌呤和腺嘌呤在活化電極上的電化學行為。利用單壁碳納米管活化電極對單個DNA堿基的檢測結果顯示，鳥嘌呤核苷的最低檢測限可以達到4nM，鳥嘌呤和腺嘌呤的檢測限均可達到10nM，而對鳥嘌呤和腺嘌呤混合物進行的檢測結果表明其最低檢測限可以達到70nM，并且在低濃度的范圍內(nèi)峰電流與濃度有著良好的線性關系。本工作的研究結果表明，單壁碳納米管對玻碳電極進行活化可

4、以作為一種優(yōu)良的電極處理方法應用于DNA生物分析傳感的研究之中。 3．通過將碳納米管與氯金酸溶液預混合，然后利用檸檬酸三鈉進行還原，直接在碳納米管上合成了碳納米管一金(MWCNT-Au)納米復合材料。通過TEM和表面增強拉曼光譜方法對合成的納米復合材料進行了表征，結果表明合成的納米復合材料具有有序的表面結構。同時，還利用電化學方法對此納米復合材料修飾的金電極上的電化學性能進行了研究，并且對修飾電極在。DNA堿基檢測中的應用進行了

5、研究。結果表明，DNA堿基胸腺嘧啶在碳納米管一金(MWCNT-Au)納米復合材料修飾的玻碳電極上有著很好的電化學響應，而胸腺嘧啶在裸金電極上是沒有響應的。 4．將血紅蛋白(Hb)在1-乙基-3-(二甲氨丙基)碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)的偶合作用下，共價修飾到多壁碳納米管表面，組裝了血紅蛋白-碳納米管(Hb-CNT)復合物。通過電化學方法，研究了血紅蛋白在Hb-CNT復合物修飾電極上的直接電子傳遞及其對H<,2>O<,2>的電催化行

6、為。研究結果表明，血紅蛋白與碳納米管的共價結合，可以增強其在電極表面的電子傳遞行為。 5．通過靜電自組裝方法將血紅蛋白自組裝到Fe<,3>O<,4>納米粒子表面，并利用現(xiàn)場電化學接觸角檢測系統(tǒng)對在有無Fe<,3>O<,4>納米粒子存在情況下，血紅蛋白液滴氧化還原導致的表面接觸角的變化進行了研究。研究結果表明，血紅蛋白可以通過靜電相互作用自組裝到Fe<,3>O<,4>納米粒子表面形成Fe<,3>O<,4>-Hb納米復合物。同時，現(xiàn)

7、場電化學接觸角研究結果顯示，血紅蛋白的氧化還原過程會導致其本身結構的變化，而這一變化可以引起血紅蛋白液滴的親/疏水性質的改變。此外，F(xiàn)e<,3>O<,4>-Hb納米復合物液滴的接觸角的變化要大于血紅蛋白本身的表面接觸角的變化，表明現(xiàn)場電化學接觸角可以作為一種新的檢測方法來研究一些特殊的生物過程。 6．我們對四庚基銨鹽(tetraheptylammonium)修飾的Fe<,3>O<,4>納米粒子在白血病K562細胞的藥物吸收中的作

8、用進行了研究。研究結果表明，通過將生物相容性Fe<,3>O<,4>納米粒子與抗腫瘤藥物柔紅霉素或阿霉素聯(lián)用，可以明顯地提高柔紅霉素或阿霉素在白血病K562敏感和耐藥細胞中的沉積。同時，F(xiàn)e<,3>O<,4>等納米粒子與抗腫瘤藥物聯(lián)用可以作為一種新的方法來克服腫瘤治療中產(chǎn)生的多藥耐藥性問題。此外， Fe<,3>O<,4>等磁性納米粒子與白血病K562細胞相互作用的研究顯示，F(xiàn)e<,3>O<,4>等磁性納米粒子極有可能是通過與K562耐藥細