【摘要】：研究表明，β-淀粉样蛋白(Aβ)的神经毒性在阿尔兹海默症(AD)的病情发展过程中发挥着重要作用。开展对Aβ的检测不仅利于深入研究Aβ在AD病理过程中的作用，而且有助于AD的早期诊断和追踪AD的病情发展。然而脑源性Aβ浓度低且脑环境复杂，因此设计具有高灵敏度、高选择性的检测方法用于Aβ检测至关重要。基于微电极的电化学传感器因具有灵敏度高、操作简便、所需样品量少和易于微型化等优点而在临床诊断领域受到越来越多的关注。此外，金属纳米粒子具有比表面积大、导电性好以及表面易功能化等特点，基于金属纳米粒子的信号放大策略被广泛应用于构建超灵敏的电化学传感器。


本论文制备了功能化的金纳米探针，基于Aβ诱导功能化的金纳米探针在金微电极界面组装，促进Aβ和金纳米粒子富集的原理，实现Aβ的信号放大检测。此外，我们利用设计的电化学传感器实现了AD小鼠微量脑脊液(CSF)中Aβ浓度的测定。


全文主要分为三部分，具体内容如下:


第一章绪论本章主要介绍了Aβ的研究背景和检测方法、微电极在电化学传感中的应用以及基于纳米材料的信号放大策略。着重介绍了基于金属纳米粒子的信号放大策略以及在电化学传感中的应用。最后阐明了本论文的研究意义及主要内容。


第二章基于双分子识别诱导微电极界面组装实现β-淀粉样蛋白的超灵敏检测实现Aβ单体的超灵敏检测对研究AD的病理过程具有重要意义。在本工作中，基于双分子识别诱导金微电极界面组装，我们构建了一种用于高灵敏、高选择性检测Aβ单体的电化学传感器。基于Cu~(2+)-Aβ-hemin配位作用，Aβ单体诱导Cu~(2+)-PEI/AuNPs-hemin探针在微电极界面组装，形成具有网状结构的聚集体，从而促进了Aβ单体和AuNPs在微电极表面富集。此外，AuNPs聚集体催化银沉积，利用AgNPs在电极表面产生的溶出伏安信号实现Aβ单体的超灵敏检测，最低检测限可达到0.2 pM。该传感器还具有良好的选择性，我们将该电化学传感器成功运用于AD小鼠CSF中Aβ单体浓度的测定。该工作对深入研究Aβ在AD病理过程中的作用具有重要意义，并且构建的微电极界面具有潜在应用价值。


第三章基于刚果红功能化金纳米探针聚集电化学信号放大检测β-淀粉样蛋白(Aβ1–40/1–42)纤维发展一种高灵敏的Aβ纤维检测方法利于了解AD的致病机理以及筛选Aβ聚集抑制剂。


本工作中，我们合成了刚果红(CR)功能化的金纳米探针，构建了一种基于微电极的电化学传感器用于高灵敏检测Aβ_((1–40/1–42))纤维。基于刚果红与Aβ纤维的特异性识别，电极表面捕获的Aβ纤维诱导AuNPs-CR纳米探针在其表面聚集，形成AuNPs聚集体，从而促进了AuNPs在微电极表面富集。此外，AuNPs聚集体催化AgNPs沉积，通过AgNPs的电化学溶出分析实现Aβ_((1–40/1–42))纤维的高灵敏检测，检测限可达8 pM。我们将该传感器成功应用于AD小鼠CSF中Aβ_((1–40/1–42))纤维含量的监测。该工作为构建基于微电极的传感器用于AD相关生物分子检测提供了新思路。