本文關(guān)鍵詞：重金屬離子電化學檢測及其作為信號標記物在免疫分析中的應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 納米間隙電極 電化學生物傳感器 汞離子 電化學免疫傳感器 甲胎蛋白 磁性納米材料

【摘要】：目的:通過沉積納米金顆粒(Au NPs)調(diào)控微型梳狀叉指陣列電極(IDAM)間隙大小制作納米間隙電極(NGE),構(gòu)筑以胸腺嘧啶-汞-胸腺嘧啶(T-Hg-T)配位化學結(jié)構(gòu)為特異性識別敏感界面的納米間隙生物傳感器用于重金屬Hg~(2+)離子檢測研究。納米金顆粒點綴殼聚糖包覆的多壁碳納米管(CHIT-Au NPs-MWCNTs)作為敏感界面,金屬離子功能化的免疫復(fù)合物作為信號標記物,制備電化學免疫傳感器,實現(xiàn)對腫瘤標志物甲胎蛋白(AFP)的分析檢測。方法:1.通過經(jīng)典水熱合成法制備出合適尺寸大小的金納米粒子(Au NPs),再利用化學沉積方法,將Au NPs以化學鍵合的方式固定在微型梳狀叉指陣列電極上。借助納米金顆粒電極間隙中的原位生長調(diào)節(jié)Au NPs的尺寸,并使其均勻的分布在微型梳狀叉指陣列電極2.5μm寬的電極叉指間隙中。經(jīng)此方法原叉指陣列電極的間隙尺寸由微米級別降低到顆粒間間隙納米級,構(gòu)筑了一種新型的納米間隙電極(NGE)并使用掃描電子顯微鏡(SEM)對此過程的電極表面及電極間隙進行表征分析。選擇一條合適的富含胸腺嘧啶(T)的5’端為巰基(-SH),3’端為氨基(-NH2)寡核苷酸鏈為核酸探針,通過EDC/NHS縮合反應(yīng)將電化學標記物二茂鐵甲酸(Fc)連接在核酸探針的3’端,5’端經(jīng)Au-SH鍵自組裝固定于納米間隙電極表面,構(gòu)建對Hg~(2+)離子有特異選擇性的納米間隙生物傳感器。2.甲胎蛋白(AFP)是一種重要的腫瘤標志物,可用于肝癌的鑒別診斷、病情監(jiān)測及療效評價。本研究利用多壁碳納米管(MWCNT)、殼聚糖(CHIT)和四水氯金酸(HAu Cl4·4H2O)進行敏感界面構(gòu)筑。通過微波加熱法制備納米金顆粒點綴殼聚糖包覆的多壁碳納米管(CHIT-Au NPs-MWCNTs),并以此為敏感界面修飾到玻碳電極(GCE)表面。將一抗(Ab1)以化學鍵Au-N的方式引入到CHIT-Au NPs MWCNTs修飾電極表面,表面剩余的未結(jié)合活性位點用牛血清白蛋白(BSA)封閉后得到電化學免疫傳感器,然后使用一鍋合成法合成氨基功能化磁性納米粒子PAN@Fe_3O_4,并以此為載體固定二抗(Ab2)。制備得到的金屬離子(Hg~(2+))功能化的免疫復(fù)合物作為信號標記物可用于檢測甲胎蛋白。用掃描電鏡(SEM)、循環(huán)伏安法(CV)來表征免疫傳感器的整個構(gòu)筑過程,用差分脈沖伏安法(DPV)對該傳感器上AFP的響應(yīng)信號進行檢測。結(jié)果:1.制備出顆粒均勻尺寸約16納米金納米粒子,并均勻且有規(guī)律地沉積于微型梳狀叉指陣列電極表面,經(jīng)納米金顆粒原位生長后構(gòu)建成為合適納米間距的納米間隙電極,通過SEM表征此過程得到的納米金顆粒大小和納米間隙電極的間隙尺寸與設(shè)想一致。納米間隙電極表面的核酸探針的自組裝過程,通過電化學方法循環(huán)伏安法(CV)和電化學阻抗法(EIS)進行表征。該傳感器對Hg~(2+)的檢測結(jié)果為:隨著不同濃度的Hg~(2+)離子(1 p M~15 p M)從低濃度到高濃度不斷地結(jié)合到納米間隙電極表面,電極的響應(yīng)電流逐漸減小,電化學阻抗隨著Hg~(2+)濃度的增加而逐漸增加,濃度(C)和電子轉(zhuǎn)移阻抗的絕對值(ΔRet)表現(xiàn)出良好的線性關(guān)系,得出的線性回歸方程為Z/105Ω=4.81+0.249C/p M(R~2=0.989)。研究結(jié)果表明本實驗構(gòu)建的生物傳感器對Hg~(2+)離子的響應(yīng)具有很高的靈敏度且具備良好的選擇性。2.本實驗合成了殼聚糖-金-多壁碳納米管(CHIT-Au NPs-MWCNTs)復(fù)合材料修飾玻碳電極構(gòu)建敏感界面,再通過合成了以氨基功能化磁性納米粒子為二抗載體以重金屬離子為信號標記物的免疫復(fù)合物(Hg~(2+)-PAN@Fe_3O_4-Ab2),構(gòu)建了基于重金屬為信號標記物的電化學免疫傳感器應(yīng)用于腫瘤標志物AFP的檢測。使用電化學循環(huán)伏安法(CV)對免疫傳感器及電化學檢測過程各步驟進行表征后,經(jīng)條件優(yōu)化,甲胎蛋白濃度與免疫傳感器的響應(yīng)電流在濃度范圍為10pg/m L-2.5ng/m L和2.5ng/m L-60ng/m L范圍內(nèi)峰電流與濃度呈線性關(guān)系,在這兩個濃度范圍內(nèi)相應(yīng)的線性相關(guān)方程分別為:ΔI=1.50+0.61CAFP R~2=0.976,ΔI=2.51+0.071CAFP R~2=0.976。在實際樣品分析中與ELLSA法同時檢測6個樣品,兩種方法的檢測結(jié)果相對誤差小于5.83%。結(jié)論:1.構(gòu)建的基于納米金顆粒(Au NPs)對微型梳狀叉指陣列電極(IDAM)進行改造而成的納米間隙生物傳感器用于檢測重金屬Hg~(2+)離子顯示出良好的靈敏度以及優(yōu)異的選擇性,并已經(jīng)成功的應(yīng)用于實際血清樣品的分析應(yīng)用。2.構(gòu)建的以納米金顆粒點綴殼聚糖包覆的多壁碳納米管(CHIT-Au NPs-MWCNTs)為敏感界面,金屬離子功能化的免疫復(fù)合物(Hg~(2+)-PAN@Fe_3O_4-Ab2)作為信號標記物的電化學免疫傳感器可實現(xiàn)對腫瘤標志物甲胎蛋白(AFP)的定量檢測。該免疫傳感器對檢測物甲胎蛋白的檢測顯示出良好的靈敏度,通過與ELLSA法同檢測實際樣品的分析驗證了本實驗構(gòu)建的免疫傳感器的檢測效果可以滿足一些痕量濃度的腫瘤標記物甲胎蛋白的檢測。
【關(guān)鍵詞】：納米間隙電極 電化學生物傳感器 汞離子 電化學免疫傳感器 甲胎蛋白 磁性納米材料
【學位授予單位】：皖南醫(yī)學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O657.1
【目錄】：

• 摘要9-13
• Abstract13-17
• 第一部分 構(gòu)建可控納米間隙生物傳感器并用于重金屬離子汞（Ⅱ）的分析測定17-45
• 前言17-21
• 研究材料（資料、內(nèi)容）與方法21-27
• 1 研究內(nèi)容21
• 2 材料與方法21-27
• 2.1 實驗材料21-22
• 2.2 實驗方法22-27
• 結(jié)果與討論27-38
• 1 納米間隙電極的顯微結(jié)構(gòu)表征27
• 2 可控納米間隙電極的電化學表征27-31
• 3 實驗條件優(yōu)化31-33
• 4 可控納米間隙生物傳感器對Hg~(2+)的電化學檢測分析33-35
• 5 傳感器對Hg~(2+)電化學檢測的選擇性考察35-37
• 6 血清樣品分析37-38
• 結(jié)論38-39
• 參考文獻39-45
• 第二部分 構(gòu)建基于重金屬離子作為標志物的電化學免疫傳感器并應(yīng)用于腫瘤標志物AFP的檢測研究45-72
• 前言45-50
• 研究材料（資料、內(nèi)容）與方法50-57
• 1 研究內(nèi)容50
• 2 材料與方法50-57
• 2.1 實驗材料50-51
• 2.2 實驗方法51-57
• 結(jié)果與討論57-64
• 1 掃描電鏡對殼聚糖-金-多壁碳納米管(CHIT-Au NPs- MWCNTs)復(fù)合材料的表征57-58
• 2 使用電化學循環(huán)伏安法（CV）對免疫傳感器及電化學檢測過程各步驟的表征58-60
• 3 實驗條件優(yōu)化60-61
• 4 免疫傳感器的對甲胎蛋白的電化學檢測分析61-63
• 5 實際樣品分析63-64
• 結(jié)論64-65
• 參考文獻65-72
• 綜述 基于生物敏感界面對重金屬離子的檢測研究進展72-94
• 參考文獻88-94
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果94-95
• 致謝95

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