發(fā)布時間：2017-12-18 23:08

  本文關(guān)鍵詞：電化學(xué)發(fā)光傳感器構(gòu)建新策略及其在動物疾病檢測中的應(yīng)用

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【摘要】：近年來,瘋牛病、口蹄疫、豬鏈球菌病、豬高致病性藍耳病、禽流感、狂犬病等動物疫病對全球畜牧業(yè)的沉重打擊,以及由此帶來的食品安全問題對人類健康和社會經(jīng)濟生活產(chǎn)生了巨大影響。動物疫病防控與食品安全受到了極大的關(guān)注。實現(xiàn)對動物疾病標(biāo)志物的早期監(jiān)測,對疾病的診斷和控制有至關(guān)重要的意義。傳統(tǒng)的檢測動物疾病的方法(病毒中和試驗、乳膠凝集試驗、酶聯(lián)免疫吸附測定法、熒光分析法以及PCR技術(shù))大多數(shù)為感官或光學(xué)檢測手段。多數(shù)方法存在靈敏度低、準(zhǔn)確性低、耗時且操作門檻高等缺點。因此,亟需發(fā)展一些簡單、快速、費用合理、靈敏且可靠的新技術(shù)或新方法來檢測動物疾病。基于此,本文立足于開發(fā)新型的動物疾病檢測技術(shù),從提高檢測技術(shù)的靈敏度和準(zhǔn)確度角度入手,設(shè)計并篩選了特性功能的納米材料構(gòu)建了三種信號放大的電化學(xué)發(fā)光傳感器,并將其用于超靈敏地檢測重大動物疾病標(biāo)志物。論文分三個部分,具體研究內(nèi)容如下:1.構(gòu)建三重和多重信號放大的電化學(xué)發(fā)光免疫傳感器實現(xiàn)了豬偽狂犬病毒抗體的超靈敏檢測制備了金-石墨烯(Au-GN)納米復(fù)合材料和硅包聯(lián)吡啶釕納米粒子(Si@Ru NPs)。以Au-GN納米復(fù)合材料為電活性基質(zhì),以Si@Ru NPs為增強的電化學(xué)發(fā)光信號標(biāo)簽,利用生物素-鏈霉親和素-生物素(B-SA-B)為橋梁,依據(jù)“抗原-抗體-二抗”特異性作用構(gòu)建了三明治式的電化學(xué)發(fā)光免疫傳感器。對PrV單克隆抗體、PrV多克隆抗體以及實際的血清樣品,該傳感器均表現(xiàn)出較好的分析性能。其對單克隆抗體的檢測范圍為50 ng m L-1~1 pg mL-1,檢測限為0.40 pg mL-1。此方法的檢測性能遠遠優(yōu)于酶聯(lián)免疫吸附測定和熒光測定技術(shù)。進一步,通過控制形成B-SA-B結(jié)構(gòu),繼續(xù)構(gòu)造了多重信號放大的生物傳感器。當(dāng)重復(fù)這個過程三次之后,多重信號放大的生物傳感器信號放大程度到最高,電化學(xué)發(fā)光信號是三重信號的放大生物傳感器的23.1倍。該可調(diào)諧的生物傳感器表現(xiàn)出好的穩(wěn)定性、可接受的再現(xiàn)性和準(zhǔn)確性,在食品安全和臨床診斷中有一定的應(yīng)用價值。此外,提出了一種“鋪展、裝載、生長”的三步構(gòu)建策略,為三重和多重電化學(xué)發(fā)光生物傳感器的構(gòu)建提供了思路。2.信號放大的近紅外電化學(xué)發(fā)光傳感器用于高靈敏檢測豬藍耳病毒通過調(diào)控反應(yīng)時間合理制備近紅外CdTe/CdS量子點。通過碲納米線模版法制備多孔鉑金異質(zhì)結(jié)納米管。利用導(dǎo)電性能優(yōu)異的碳納米管作為量子點的載體,利用多孔鉑金納米管的催化作用,并利用β-環(huán)糊精與金剛烷的主客體作用,通過“抗體-抗原-抗體”模式構(gòu)建三明治式電化學(xué)發(fā)光傳感器,實現(xiàn)對豬藍耳病毒的高靈敏檢測。在PRRSV稀釋比為1:103~1:106(約為19 ng/mL~19 pg/mL)這一濃度范圍內(nèi),電化學(xué)發(fā)光信號強度與PRRSV濃度呈線性相關(guān),最低檢出限為10.8 pg/m L,比之前的PCR方法和ELISA具有更高的靈敏度和更寬的線性檢測范圍。該方法將光學(xué)檢測模式從可見光區(qū)拓展到近紅外光區(qū),避開了血液樣品或組織的自發(fā)光干擾,對實現(xiàn)高靈敏且低干擾的動物疾病檢測有一定的指導(dǎo)意義。3.信號放大的比率型近紅外電化學(xué)發(fā)光傳感器用于凝血酶的超靈敏檢測以凝血酶這一通用模型來研究雙適配體夾心模式檢測豬流行性腹瀉病毒。利用石墨烯、金棒、hemin、G-四鏈體成功制備四位一體的石墨烯-金棒-DNA酶復(fù)合材料,并以近紅外CdTe/CdS量子點和魯米諾分別作為負(fù)電位信號和正電位信號,依據(jù)雙適配體夾心模式構(gòu)建信號放大的近紅外比率型電化學(xué)發(fā)光傳感器。該傳感器中引入的四位一體的中間媒介可以引發(fā)近紅外量子點的電化學(xué)發(fā)光協(xié)同猝滅以及魯米諾的電化學(xué)發(fā)光的協(xié)同增強。在檢測前后,傳感器的信號出現(xiàn)“此消彼長”式的變化。通過雙信號強度的比值和凝血酶濃度之間的對應(yīng)關(guān)系實現(xiàn)定量檢測。在凝血酶的濃度為100 ng/m L~0.5 pg/mL時,該比率型電化學(xué)發(fā)光傳感器所得的ECLluminol/ECLQDs值與凝血酶濃度呈線性相關(guān),其最低檢出限為4.2 fg/m L(信噪比為3:1)。該方法不僅將比率型電化學(xué)發(fā)光的信號標(biāo)簽從可見光拓展到了近紅外光,同時,首次在比率型電化學(xué)發(fā)光傳感器的構(gòu)建中引入了信號放大策略,這對設(shè)計高靈敏度且高準(zhǔn)確度的比率型電化學(xué)發(fā)光提供了一種很好的方法參考。
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S854.43;O657.3

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本文編號：1305957