【摘要】：目前,腫瘤標(biāo)志物被應(yīng)用于很多惡性腫瘤的輔助診斷,因此,實(shí)現(xiàn)腫瘤標(biāo)志物的靈敏檢測(cè)對(duì)癌癥的早期診斷具有十分重要的意義。電化學(xué)生物傳感器因具有制備方法簡(jiǎn)單、分析速度快、靈敏度高、成本低廉等優(yōu)點(diǎn),被越來越多的研究者應(yīng)用于腫瘤標(biāo)志物的檢測(cè)中。本論文利用不同的方法制備了一系列具有優(yōu)越電化學(xué)活性的金屬負(fù)載型納米材料,將這些納米材料用于構(gòu)建電化學(xué)生物傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤標(biāo)志物的定量檢測(cè)。金屬納米材料具有良好的生物相容性,有助于保持生物分子的生物活性,并且具有優(yōu)異的催化性能和導(dǎo)電性質(zhì)可以有效促進(jìn)電化學(xué)體系的電子傳遞,放大電化學(xué)信號(hào),將此納米材料負(fù)載在納米碳材料、金屬氧化物及其他具有電化學(xué)活性的物質(zhì)上,有效地改善了傳感器的分析性能。本論文主要從以下方面開展研究工作:第一部分,以電沉積的金為基底材料,鈀銀異二聚體負(fù)載的氨基化多壁碳納米管(Pd-Ag HDs@MWCNTs-NH_2)作為二抗標(biāo)記材料構(gòu)建了夾心型電化學(xué)生物傳感器實(shí)現(xiàn)了對(duì)前列腺特異性抗原(PSA)的靈敏檢測(cè)。采用硫離子輔助合成的方法在Pd納米八面體上過量生長(zhǎng)了Ag納米粒子,所組成的Pd-Ag異二聚體不僅對(duì)過氧化氫(H_2O_2)的還原具有很好的催化活性,而且可以有效地增加抗體的結(jié)合數(shù)量。氨基化多壁碳納米管具有較大的比表面積,優(yōu)越的導(dǎo)電性以及很好的親水性,以此作為Pd-Ag HDs的支撐,可有效地減輕納米粒子的團(tuán)聚,在提高傳感器分析性能方面發(fā)揮了重要作用。所構(gòu)建的傳感器對(duì)PSA的檢測(cè)范圍在0.1 pg/mL到30 ng/mL,檢出限為0.03 pg/mL,并且在實(shí)際樣品分析中表現(xiàn)出良好的性能。第二部分,以巰基功能化的石墨烯負(fù)載金納米粒子(Au@MPTES-GS)作為基底材料來捕獲一抗,又以鉑納米粒子負(fù)載的四氧化三鈷-石墨烯(Pt NPs/Co_3O_4/graphene)作為二抗標(biāo)記材料構(gòu)建了夾心型免疫傳感器實(shí)現(xiàn)了對(duì)甲胎蛋白(AFP)的定量檢測(cè)。由于Co_3O_4的存在,可以有效地阻止石墨烯片層間的團(tuán)聚,促進(jìn)形成了電子傳遞網(wǎng)絡(luò),有助于傳感器的電子傳遞,而且Co_3O_4本身具有顯著的過氧化物酶活性,負(fù)載上鉑納米粒子后,明顯增強(qiáng)了催化活性和生物相容性,在此信號(hào)放大策略下,傳感器對(duì)AFP的檢測(cè)范圍為0.1 pg/mL至60 ng/mL,檢出限為0.029 pg/mL,而且具有很好的選擇性、重現(xiàn)性和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。第三部分,利用水熱法合成了四氧化三鐵磁性納米微球,將其氨基功能化后,提高了親和能力,有利于鋯鐵氰化物利用靜電作用吸附在表面上,磁性納米微球本身較大的比表面積可以增加鋯鐵氰化物的吸附量,鋯鐵氰化物用作電子媒介體,產(chǎn)生電化學(xué)信號(hào),且具有很好的催化H_2O_2還原的能力。為增強(qiáng)電化學(xué)信號(hào)和提高抗體的負(fù)載量,在其表面負(fù)載了金納米粒子,以該納米復(fù)合材料為信號(hào)放大平臺(tái)構(gòu)建了無標(biāo)記型電化學(xué)免疫傳感器實(shí)現(xiàn)了對(duì)癌胚抗原(CEA)的定量測(cè)定,得到檢出限為0.15 pg/mL,線性范圍為0.5 pg/mL-50 ng/mL。第四部分,利用簡(jiǎn)單的化學(xué)方法制備了不規(guī)則塊狀Cu_2O@Co_3O_4納米材料,又以形貌控制的方法制備了絨球狀Pd@Pt納米顆粒,兩者通過化學(xué)鍵結(jié)合后,因具有較大的比表面積、良好的生物相容性以及各組分之間的協(xié)同作用表現(xiàn)出對(duì)H_2O_2優(yōu)異的催化活性,以此材料為二抗標(biāo)記材料實(shí)現(xiàn)了傳感器的多重信號(hào)放大,完成了對(duì)PSA的超靈敏檢測(cè),檢測(cè)線性范圍為0.01 pg/mL到100 ng/mL,檢出限達(dá)到2.0 fg/mL,并且具有很好的選擇性和檢測(cè)穩(wěn)定性,具有潛在的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【圖文】：

1.1.1 電化學(xué)生物傳感器概述在科學(xué)技術(shù)和人類生活水平迅速發(fā)展的今天，生命科學(xué)成為基礎(chǔ)自然科學(xué)在全球范圍內(nèi)最受關(guān)注的一部分。生物分子的分析檢測(cè)對(duì)生命機(jī)理的闡述和相關(guān)疾病的診斷治療具有非常重要的理論研究和應(yīng)用意義[1]。生物傳感器在 20 世紀(jì) 60 年代應(yīng)運(yùn)而生，它是將化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)、物理電子技術(shù)等學(xué)科融合起來的一種新裝置。一般而言，生物傳感器由兩個(gè)重要的部分組成：生物識(shí)別元件和信號(hào)轉(zhuǎn)換器。生物識(shí)別元件具有特異性識(shí)別目標(biāo)物質(zhì)的功能，一般為抗體、核酸、細(xì)胞、組織及微生物等[2]。信號(hào)轉(zhuǎn)換器有效地將這種特異性識(shí)別作用轉(zhuǎn)換為其它信號(hào)以方便檢測(cè)，這些信號(hào)包括光信號(hào)、熱信號(hào)及電化學(xué)信號(hào)等。其中，電化學(xué)生物傳感器以電化學(xué)分析方法為支撐，因靈敏度高、穩(wěn)定性強(qiáng)，選擇性好，簡(jiǎn)單制備等優(yōu)點(diǎn)，在生物分析領(lǐng)域發(fā)展迅速[3]。1.1.2 電化學(xué)生物傳感器的工作原理

金屬負(fù)載型納米材料在電化學(xué)生物傳感器中的應(yīng)用研究性結(jié)合，避免了基底對(duì)抗原的直接吸附。然后，，將洗滌后的電極滴加 6 μL 不同濃度的PSA 并在 4 oC 下孵育 1 小時(shí)，洗滌以除去沒有與一抗結(jié)合的 PSA。最后，將 6 μL 的 Pd-AHDs@MWCNTs -NH2/Ab2(2 mg/mL)滴加到電極表面上，在 4 oC 下孵育 1 小時(shí)，將所得電極徹底洗滌，使用前儲(chǔ)存于 4 oC 冰箱中。
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB383.1;TP212.3

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 韓靜;基于碳納米復(fù)合材料與信號(hào)放大技術(shù)構(gòu)建電化學(xué)生物傳感器的研究[D];西南大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 史凌云;石墨烯基酶生物傳感器在檢測(cè)殘留農(nóng)藥中的研究[D];山西大學(xué);2017年

2 王丁;電化學(xué)多肽生物傳感器信號(hào)放大策略的研究[D];西南大學(xué);2017年

3 謝華;基于DNA信號(hào)放大技術(shù)構(gòu)建電化學(xué)生物傳感器的研究[D];西南大學(xué);2017年

4 薛舒燕;基于多種納米生物放大技術(shù)構(gòu)建的電化學(xué)生物傳感器研究[D];西南大學(xué);2017年

5 倪挺;基于金屬負(fù)載型碳納米管的適體電化學(xué)傳感器的制備及應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2017年

6 許貞;電化學(xué)還原石墨烯與納米銀在電化學(xué)傳感器中的應(yīng)用[D];西南大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2697455