摘要
长期以来，癌症一直是世界范围内重大的公共生命健康问题。癌症的发病和进展具有明显的多阶段性特征，因此，对其进行早期诊断是增加治疗机会、助力成功治疗的必要手段。肿瘤标志物是在癌症期间会发生变化的生物分子的统称。癌胚抗原（carcinoembryonicantigen，CEA）作为一种典型的恶性肿瘤标志物，在癌症筛查、诊断以及预后中均承担着重要的角色。电化学生物传感器因其易于修饰、特异性强以及灵敏性高的特点，在CEA分析检测及诊断中发挥了不可替代的作用。因此，本文以广谱型肿瘤标志物CEA为检测对象，借助电化学传感技术，并结合多种信号放大方式分别构建了夹心型和竞争型两种电化学生物传感器，实现对CEA的高灵敏检测，为癌症的早期临床诊断提供有效的技术支持。 1.构建了分别基于抗体和适配体（aptamer，Apt）两种识别元件的安培夹心型电化学生物传感器。在测定样品中含有CEA时，修饰在电极表面的捕获元件将其捕获并与报告元件构成经典的夹心结构，同时在报告元件端分别引入辣根过氧化物酶和金属过氧化物酶模拟酶Au@Pt纳米粒子，催化检测液中的底物，释放电化学信号。在最优的条件下，上述两种传感器的检测范围分别为1~50ng·mL?1、0.1~100ng·mL?1，检出限分别是0.98ng·mL?1、0.31ng·mL?1。最后通过对比两传感器的识别元件固定方式、响应信号、灵敏度、检测范围等方面，发现利用适配体作为识别元件进行构建的夹心型电化学生物传感器，可以获得更佳的检测性能。 2.构建了一种基于RecJf核酸外切酶辅助的靶循环扩增以及滚环扩增（rollingcircleamplification，RCA）双重扩增策略的竞争型电化学适配体传感器。在CEA存在时，借助磁性生物复合物以及RecJf核酸外切酶独特的切割模式，将CEA从Apt/CEA结合体中回收，并释放出大量的互补DNA片段（complementaryDNA，cDNA）。然后cDNA链经RCA技术扩增成含丰富G-四链体结构的长链DNA分子，待其与血红素孵育形成具有电活性信号的血红素/G-四链体复合物后输出电信号。整个过程由溶液混合触发产生，不仅提高了反应效率、降低了检测限（最低检测限达到1.26fg·mL?1），还避免了电极固定过程的繁琐性、改善了传感平台的存储要求。当然，该策略也不局限于电极基质的种类，广泛适用于各种电极如金柱电极和丝网印刷电极，完成在0.1pg·mL?1~200ng·mL?1的更宽范围内对靶标的分析检测。另外，该传感器在重现性和稳定性方面表现良好：五根独立电极在相同条件下检测所得数据的相对标准偏差为2.12%，4℃将传感器保存30天后的信号值仍可保留初始检测值的95.1%。以上优势为搭建简单且高灵敏度的电化学传感平台用以检测肿瘤标志物提供了极具前景的方案。
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