摘要
近年来，水溶性共轭聚合物由于其特有的光学信号放大作用，在化学和生物传感器领域作为一种优良的信号传导体而受到广泛的关注。本论文以水溶性共轭聚合物作为传感材料设计具有高灵敏度、选择性和稳定性的光学生物传感器，实现了对生物体内重要生物大分子蛋白质的检测。 首先，以阳离子共轭聚合物（CCP）/DNA/蛋白质超分子体系作为研究平台，构建了基于CCP的荧光共振能量转移（FRET）传感机制的DNA结合蛋白（DBP）光学检测方法。由于DNA结合蛋白能与荧光素标记的特异性DNA结合形成的“DNA/蛋白质”复合物可以阻挡核酸外切酶III的外切反应，因此在加入CCP后能与荧光素产生较高的FRET效率；相反，没有结合DNA结合蛋白的DNA将被酶切，含荧光素的DNA片段远离CCP，两者之的FRET效率较低。通过此平台，分别实现了转录因子NF-?B和Sp1在复杂体系中（如HeLa细胞核提取物）的高灵敏度检测。该方法不仅选择性高、简便快速，而且具有较高的可重复性。理论上讲，通过设计不同序列的DNA探针，有望实现对所有DNA结合蛋白的检测，这为此类蛋白的检测以及与之相关的肿瘤等疾病诊断提供了新的分析模式。 其次，通过设计不同结构的核酸探针，构建了基于CCP/DNA/荧光染料/NF-?B超分子体系的无标记型NF-?B生物传感器。由于荧光染料SG只能嵌入到双链DNA中去，当NF-?B与序列特异性的DNA相互结合能防止核酸外切酶III的外切反应，因而能够保留完整的双链结构，加入CCP后能与SG产生较高的FRET效率；而不含NF-?B的DNA会被核酸外切酶III外切成DNA片段，SG不能有效的嵌入到DNA片段中，加入CCP后只有较低的FRET效率。通过观测CCP与SG之间不同程度的FRET效率便可以高效的检测NF-?B。该方法无需标记且灵敏度超高，在水相中对NF-?B检测限能够达到0.1nM，对HeLa细胞核提取物的检测达到了1×10-6μg/μL，与目前报道的同类方法相比，灵敏度提高了104倍。 此外，本论文基于水溶性氧化石墨烯（WSGO）和核酸适体（aptamer）设计了一种能够简便、以荧光“开”模式检测溶菌酶（lysozyme）的方法。由于荧光素标记的核酸适体能与溶菌酶特异性结合，形成的“溶菌酶/aptamer“复合物能使核酸探针脱离氧化石墨烯表面，荧光信号得以恢复。该方法通过检测荧光恢复情况，便可实现溶菌酶在复杂体系中的检测。利用该方法对溶菌酶的检测限达到1.44U/mL，并且对很多非特异性蛋白质的响应都非常小。
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