基于重氮功能化直立碳纳米管阵列的核酸适配体传感器的制备及其应用于凝血酶的检测

王 霞，杨丽珠,2，陈 琛，郑珊珊，李 玲，何品刚*，方禹之

（1.华东师范大学化学系，上海200062）

（2.温州医学院药学院，浙江温州325035）

核酸适配体（aptamer）是一类通过SELEX技术从DNA或RNA库中筛选出来的新型的单链寡核苷酸片段，利用其与目标分子的特异性结合，广泛应用于分子识别领域[1～2]。近年来学者们都努力寻找与某些疾病相关的蛋白质能特异性结合的核酸适配体，以期加强相应疾病的诊断和治疗。凝血酶（thrombin）作为血液中的一种蛋白酶，在血液凝固、创伤和炎症等生理和病变过程中都发挥着重要作用[3]。经研究发现，有两段核酸适配体可以与凝血酶的不同位点进行特异性结合，能形成稳定的三明治结构用于传感器的构建。而直立碳纳米管作为碳纳米管材料的一种，具有定向性好、排列紧密、机械性能稳定、比表面积大以及导电性好等优点，在电极修饰检测研究中，相比常规电极和一般碳纳米管电极具有独特的优势[4～6]。

该实验通过化学沉积法制备了直立碳纳米管阵列，构建了一种新型的核酸适配体传感器用于凝血酶的检测，实验原理如图1所示。利用重氮功能化法对直立碳纳米管阵列电极进行羧基化修饰，将氨基标记的核酸适配体Ⅰ（15碱基序列：5'-GGT TGG TGT GGT TGG-3'）通过酰胺缩合固定到直立碳纳米管阵列电极表面；同时制备了CdS纳米颗粒修饰的核酸适配体Ⅱ （29碱基序列：5'-AGT CCG TGG TAG GGC AGG TTG GGG TGA CT-3'），通过三明治结构特异性检测凝血酶；最后用酸溶解捕获到直立碳纳米管阵列电极表面的CdS纳米颗粒，通过溶出伏安法检测Cd2+的信号。

图1 实验原理图

如图2所示，凝血酶浓度在1.0×10-8mol/L～1.0×10-12mol/L的范围内，该核酸适配体生物传感器的检测信号与凝血酶浓度的对数值呈良好的线性关系（r=0.997）。同时，该核酸适配体传感器通过aptamer-thrombin-aptamer三明治结构的构建，可对凝血酶进行特异性检测，不受其它蛋白质如BSA、lysozyme、PHb等的干扰。该方法灵敏度高、稳定性好、特异性好，为疾病的诊断提供了一定的参考。

图2 Cd2+氧化峰电流-凝血酶浓度关系图

（略）