本文關(guān)鍵詞：基于功能化納米材料構(gòu)建的同一界面單組分及多組分檢測(cè)的電流型免疫傳感器的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：生物標(biāo)志物在癌癥風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和篩查,精確預(yù)判和癥狀診斷,評(píng)估生物治療效果方面發(fā)揮著愈加重要的作用。基于電化學(xué)技術(shù)的生物標(biāo)志物檢測(cè)技術(shù)以其經(jīng)濟(jì)、快速、易量化等優(yōu)勢(shì)引起了研究者廣泛的關(guān)注。電流型免疫傳感器是將生物活性材料固載在電極表面,檢測(cè)抗體-抗原反應(yīng)引起的電流變化,已被證明是一種靈敏、快速和低成本且高效的定量方法。電化學(xué)免疫傳感器的制備過(guò)程中,一個(gè)關(guān)鍵的步驟是固定生物分子在檢測(cè)敏感界面上,如今各種各樣的納米材料在傳感器構(gòu)造和性能提升中起到越來(lái)越大的作用。本文在新型的復(fù)合納米材料用于電流型免疫傳感器的構(gòu)建以及多組分同時(shí)檢測(cè)技術(shù)方面進(jìn)行了一系列探索性的研究。具體研究工作如下：1.以金-鉑合金和鐵氰化鎳納米粒子及辣根過(guò)氧化物酶納米粒子構(gòu)建的電流型免疫傳感器的研究利用金-鉑合金納米粒子(Au-PtNPs)、鐵氰化鎳納米粒子(NiHCFNPs)和過(guò)氧化物酶納米粒子(HRPNPs)的優(yōu)點(diǎn)來(lái)制備一個(gè)簡(jiǎn)單、高度敏感、穩(wěn)定的甲胎蛋白(AFP)免疫傳感器。首先,Au-PtNPs被電沉積在玻碳電極(GCE)上,然后NiHCFNPs通過(guò)金氰鍵組裝到Au-PtNPs表面。隨后,第二層Au-PtNPs沉積,抗AFP通過(guò)氨基和巰基與Au-PtNPs反應(yīng)結(jié)合,最后,HRPNPs作為封閉試劑被固載。在這個(gè)方案中,NiHCFNPs提供了極好的氧化還原峰以進(jìn)行信號(hào)檢測(cè),并且非常穩(wěn)定,電學(xué)信號(hào)強(qiáng)。Au-PtNPs和HRPNPs協(xié)同催化作用H2O2可以極大的放大響應(yīng)信號(hào)。采用HRPNPs代替HRP作為催化和封閉物質(zhì),可以在有限的結(jié)合位點(diǎn)加載上更多的HRP分子利于提高響應(yīng)信號(hào)。此外,由于制備方法非常簡(jiǎn)單,采用的納米材料較為穩(wěn)定,提高了免疫傳感器的穩(wěn)定性。2.以金-鎳復(fù)合納米材料作為催化試劑的新型豬鏈球菌2型免疫傳感器傳統(tǒng)的豬鏈球菌2型(SS2)檢測(cè)方法大多比較費(fèi)時(shí),成本較高且需要較高專業(yè)培訓(xùn)的人員。因此,我們?cè)噲D發(fā)展一種簡(jiǎn)單、快速、靈敏的電化學(xué)傳感器來(lái)檢測(cè)SS2。鐵氰化鎳中的CN-易于與貴金屬離子如金離子絡(luò)合,這一特性可用于制備金-鎳納米復(fù)合材料,此方法只需要混合攪拌,不需加入其它試劑,具有簡(jiǎn)單、綠色的特點(diǎn)。為了構(gòu)建生物傳感器,金納米粒子(AuNPs)通過(guò)簡(jiǎn)單的恒電位電化學(xué)沉積到玻碳電極的表面上作為電極基底,然后結(jié)合蛋白A(PA),利用蛋白A的定向結(jié)合作用固載捕獲抗體(Abl)。結(jié)合抗原后,與Au-Ni納米復(fù)合物結(jié)合檢測(cè)抗體(Ab2)形成夾心免疫結(jié)構(gòu)。信號(hào)放大來(lái)自于納米材料的增強(qiáng)效應(yīng)以及Au-Ni納米復(fù)合物對(duì)抗壞血酸(AA)強(qiáng)烈的催化作用。該免疫傳感器具有制備簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)便和成本低廉的特點(diǎn)。3.同一種生物敏感界面中同時(shí)檢測(cè)三種抗原的以功能化的石墨烯及氧化還原探針為基礎(chǔ)的免疫傳感器的研究基于氧化還原探針標(biāo)記的多組分檢測(cè)技術(shù),為構(gòu)建簡(jiǎn)單而敏感的可同時(shí)測(cè)定三種抗原的電流型傳感器,三種捕獲抗體甲胎蛋白(anti-AFP),胚胎抗原(anti-CEA)和豬鏈球菌(anti-SS2)被同時(shí)固定到蛋白A/萘酚(PA/Nafion)膜修飾的玻碳電極上；三種二抗則先與不同的氧化還原探針交聯(lián),再通過(guò)金納米粒子和羧基的固載作用結(jié)合到傒四甲酸/金/石墨烯(PTCA/Au/GS)納米復(fù)合物上,作為檢測(cè)信號(hào)標(biāo)簽和放大介質(zhì)。這種方法特點(diǎn)包括：首先,PA的每個(gè)分子含有多個(gè)免疫球蛋白結(jié)合結(jié)構(gòu)域,每個(gè)域都可以固定一個(gè)蛋白質(zhì)分子,使用PA/Nafion膜作為基底,不僅可以固載大量的一抗,也有益于降低系統(tǒng)的背景電流影響。其次,金納米粒子和羧基官能化的石墨烯可通過(guò)兩種結(jié)合方式分別結(jié)合二抗,可顯著增加二抗的固載量,極大的提高了示蹤物的信號(hào)強(qiáng)度。在對(duì)三種生物標(biāo)志物AFP,CEA和SS2同時(shí)檢測(cè)進(jìn)行驗(yàn)證時(shí),制得的免疫電極表現(xiàn)出低的背景電流和出色的靈敏度,檢測(cè)范圍寬,檢測(cè)限低。4.基于氧化還原探針標(biāo)記策略發(fā)展可在同一種生物敏感界面中同時(shí)檢測(cè)四種生物標(biāo)記物的免疫傳感器在臨床診斷中,以單一標(biāo)記物的檢測(cè)來(lái)判斷癌癥通常是不可靠的,多種標(biāo)記物測(cè)量已被證明是提高診斷可靠性的有效方法。本文提出了基于氧化還原探針標(biāo)簽的同時(shí)同一界面測(cè)定四種生物標(biāo)志物的生物傳感器。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),采用了四種氧化還原探針,包括蒽醌-2-羧酸(Aq),硫堇(Thi),聯(lián)吡啶鈷(Co)和羧基二茂鐵(Fc),這些標(biāo)簽峰間電位大,重疊很小。在夾心免疫模式中,金納米粒子電沉積在玻碳電極(GCE)表面,結(jié)合四種捕獲抗體；四種檢測(cè)抗體先標(biāo)記不同的氧化還原探針,再結(jié)合在經(jīng)過(guò)3,4,9,10-傒四甲酸(PTCA)和聚二烯丙基二甲基氯化銨(PDDA)改性的碳納米管(CNT)表面的金納米粒子上,并充當(dāng)示蹤物。當(dāng)使用胚胎抗原(CEA),糖蛋白CA125,CA19-9和CA242作為分析模型,制備的免疫傳感器顯示出低的背景電流,較好的靈敏度和選擇性。5.基于雜交鏈反應(yīng)和生物素-鏈霉親和素信號(hào)放大策略實(shí)現(xiàn)高靈敏的同時(shí)檢測(cè)四種生物標(biāo)記物各種各樣的納米材料如今在傳感器構(gòu)建和性能提升中起到越來(lái)越大的作用。其中,石墨烯(GS)和GS-Au一步法共沉積技術(shù)引起了較大的關(guān)注,其過(guò)程簡(jiǎn)單、快捷、環(huán)保。GS表面擁有的氧官能團(tuán)為成核提供了反應(yīng)部位,金納米粒子可以均勻地生長(zhǎng)于GS的表面而不會(huì)凝聚。雜交鏈反應(yīng)(HCR)可用于增加各種傳感器信號(hào)的標(biāo)記的數(shù)量。在這項(xiàng)研究中,GS-Au復(fù)合納米材料,HCR和生物素/鏈霉親和素(B/SA)三種信號(hào)放大方法被采納以協(xié)同提高該多分析物免疫傳感器的響應(yīng)性能。此外,磁性納米材料的使用為Ab2復(fù)合物的制備和分離提供了極大的便利。當(dāng)使用四種代表性的生物標(biāo)志物甲胎蛋白(AFP),胚胎抗原(CEA),前列腺特異性抗原(PSA)和糖抗原(CA)125為待測(cè)物,制得的免疫傳感器表現(xiàn)出較寬的檢測(cè)范圍和超低的檢出限。
【關(guān)鍵詞】：電流型免疫傳感器 功能化納米材料 生物標(biāo)志物 多組分檢測(cè)
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP212;R917;TB383.1
【目錄】：

• 摘要5-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 緒論12-33
• 1.1 腫瘤標(biāo)志物12-14
• 1.2 免疫及免疫分析14-16
• 1.3 電化學(xué)免疫傳感器16-18
• 1.4 生物活性物質(zhì)固定方法的選擇18-20
• 1.5 納米材料在電流型免疫傳感器信號(hào)放大技術(shù)中的應(yīng)用20-26
• 1.6 多組分檢測(cè)技術(shù)在電化學(xué)免疫傳感器中的研究進(jìn)展26-31
• 1.7 本論文的思路31-33
• 第二章 以金-鉑合金和鐵氰化鎳納米粒子及辣根過(guò)氧化物酶納米粒子構(gòu)建的電流型免疫傳感器的研究33-46
• 2.1 引言33-34
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分34-37
• 2.3 結(jié)果與討論37-42
• 2.4 免疫傳感器的性能42-44
• 2.5 結(jié)論44-46
• 第三章 以金-鎳復(fù)合納米材料作為催化試劑的新型豬鏈球菌2型免疫傳感器46-54
• 3.1 引言46-47
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分47-49
• 3.3 結(jié)果與討論49-53
• 3.4 結(jié)論53-54
• 第四章 可在同一種生物敏感界面中同時(shí)檢測(cè)三種抗原的以功能化的石墨烯及氧化還原探針為基礎(chǔ)的免疫傳感器的研究54-66
• 4.1 引言54-55
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分55-59
• 4.3 結(jié)果與討論59-64
• 4.4 結(jié)論64-66
• 第五章 基于氧化還原探針標(biāo)記策略發(fā)展可在同一種生物敏感界面中同時(shí)檢測(cè)四種生物標(biāo)記物的免疫傳感器66-78
• 5.1 引言66-67
• 5.2 實(shí)驗(yàn)部分67-71
• 5.3 結(jié)果與討論71-77
• 5.4 結(jié)論77-78
• 第六章 基于雜交鏈反應(yīng)和生物素-鏈霉親和素信號(hào)放大策略實(shí)現(xiàn)高靈敏的同時(shí)檢測(cè)四種生物標(biāo)記物78-90
• 6.1 引言78-79
• 6.2 實(shí)驗(yàn)部分79-84
• 6.3 結(jié)果與討論84-88
• 6.4 結(jié)論88-90
• 參考文獻(xiàn)90-106
• 攻讀博士學(xué)位期間以第一作者公開(kāi)發(fā)表的學(xué)術(shù)論文106-108
• 致謝108

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

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3 楊霞;袁若;柴雅琴;卓穎;石銀濤;賀秀蘭;;基于納米金/功能化殼聚糖生物復(fù)合膜修飾的癌胚抗原免疫傳感器的研究[J];西南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年07期

  本文關(guān)鍵詞：基于功能化納米材料構(gòu)建的同一界面單組分及多組分檢測(cè)的電流型免疫傳感器的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：295773