發(fā)布時間：2018-07-05 09:32

  本文選題：酶熱傳感器 + 牛奶分析�。� 參考：《華中科技大學》2012年博士論文

【摘要】：社會的文明進步,科技的創(chuàng)新發(fā)展,人們在公共衛(wèi)生安全、生活環(huán)境條件等多方面有較大改觀的同時亦存在諸如環(huán)境污染對人體健康的影響日益突出,食品安全事件時有發(fā)生、糖尿病、癌癥患者增多的趨勢等嚴重的公共衛(wèi)生問題,威脅著人類的健康和生命。以上問題都需要快速、有效的檢測方法。隨著科學技術日新月異,多學科交叉日益緊密,涌現(xiàn)出許多新興生物分析技術,酶熱生物傳感器和生物芯片是具有代表性生物分析技術,反之,這些新興生物分析技術的研發(fā)促進了科學技術研究和實踐應用的快速發(fā)展。 本論文目的是開展新型生物分析技術-酶熱生物傳感器和蛋白芯片分析技術在環(huán)境醫(yī)學監(jiān)測中的研究,為保障和維護人類健康提供有力技術支撐。 酶熱生物傳感器是利用固定酶作為分子識別元件特異性催化底物,產(chǎn)生的熱焓,通過熱敏電阻轉化成電信號,信號大小與底物濃度成正比,酶熱傳感器采用雙通道,一個反應通道,一個參比通道,可以消除非特異性熱,連續(xù)監(jiān)測牛奶、血液等生物樣中的關鍵物質(zhì)如尿素、葡萄糖、乳酸,無需樣品前處理,綠色環(huán)保,較其它技術方法具有快捷,精確、特異性高的種種優(yōu)點,愈來愈引起分析生物學家及生物學界的廣泛關注。已成為生物分析領域的主角之一。 蛋白芯片隨著蛋白組學的需要而發(fā)展起來的,具有高通量,快速的特點,"XNA on GoldTM"芯片是一種新型生物芯片,通過生物素-親和系統(tǒng)構建自組裝單分子膜,以提供一個強大的,多功能的固定表面。表面的疏水膜可以消除蒸發(fā)的影響,從而保持生物分子暴露在固定表面的活性。鏈霉親和連接層可以連接任何生物分子類包括：碳水化合物,多肽,抗體,受體,以及更傳統(tǒng)的基于陣列的DNA。本課題應用酶熱生物傳感器分析牛奶質(zhì)量控制關鍵指標尿素、乳酸,全血中葡萄糖、乳酸,這將促進我國生物樣品系列檢測技術的方法學研究及其實踐應用,為修訂、完善我國檢測技術標準體系積累科學資料、提供技術支持、拓展科研空間：再則,基于酶聯(lián)放大信號技術用酶熱生傳感器檢測肺癌標記物表皮生長因子受體EGFR的核苷酸雜交熱信號,"XNA on GoldTM"生物芯片技術分析蛋白標記物癌胚抗原CEA,在基因、蛋白質(zhì)兩個水平初步探索肺癌標記物的檢測方法,取得了一些有意義結果。今后目標是建立多標記物高通量分析方法并進行病人樣本分析,考察標記物在人群中的早期篩查價值,為多層次,多水平研究環(huán)境因素、肺癌早期診斷、流行病之間聯(lián)系打下良好基礎。 本論文將分四個章分別描述酶熱生物傳感器和蛋白芯片技術在環(huán)境醫(yī)學監(jiān)測中的研究。 第一章酶熱傳感器檢測牛奶中尿素和乳酸 目的：建立酶熱傳感技術檢測快速、分別檢測牛奶中尿素和乳酸的方法。方法：食品檢測一般需要繁瑣的樣品前處理以消除基質(zhì)干擾,一種雙通道流動注射分析傳感器可以無需樣品前處理,儀器應用熱傳導器檢測來自酶與底物產(chǎn)生的熱量,儀器的一個通道用于反應酶柱,另外一個通道用于消除非特異性熱。此儀器可以測量牛奶中尿素和乳酸,無需樣品前處理。結果：在緩沖溶液中尿素線性范圍0.1-50mM(R=0.996),乳酸線性范圍0.025-5.0mM(R=0.9998)),脂肪含量為0.5%,1.5%,3,0%牛奶中尿素相關系數(shù)R分別為0.994,0.992,0.990,乳酸相關系數(shù)R均為0.999,樣品分析時間為5min/樣,無需樣品前處理可以縮短分析時間、簡化操作、減少人員培訓,另外雙通道可以提高測量重復性、靈敏度、穩(wěn)定性。結論：本方法操作簡單,反應迅速,能滿足牛奶樣品中尿素、乳酸的監(jiān)測需要,將在衛(wèi)生、農(nóng)業(yè)、環(huán)境發(fā)揮巨大作用具有較好的社會價值和經(jīng)濟前景。 第二章酶熱傳感器同時檢測血中葡萄糖和乳酸 目的：建立酶熱傳感技術同時檢測全血中葡萄糖和乳酸的方法。方法：糖尿病人通過連續(xù)監(jiān)測血糖消除危險因素,血糖水平被認為是健康重要的指標,但單一個指標不能給出完整的信息；乳酸是細胞在無氧代謝下的產(chǎn)物,能用來監(jiān)測細胞內(nèi)有氧代謝和無氧代謝的平衡,同時測量兩個代謝物可以提高病人治療效果。用分流雙通道酶熱傳感器同時測量全血中葡萄糖和乳酸,葡萄糖氧化酶分解葡萄糖,乳酸氧化酶分解乳酸。結果：試驗中全血無堵塞和干擾發(fā)生,葡萄糖和乳酸檢測范圍均為0.5-45.0mM,葡萄糖標準方程Y=2.11x+8.09(r2=0.999),乳酸標準Y=1.86x+1.60(r2=0.999),分析時間2.5min/樣。與商業(yè)化儀器HemoCue比較,兩者有較好相關系數(shù),酶柱活性可以保持45天有效測量,線性范圍和靈敏度能滿足臨床分析需求,無需樣品處理能夠實現(xiàn)臨床病人實時在線監(jiān)測分析全血樣品。結論：該方法操作簡單、反應快速,無需樣品前處理,能滿足日常臨床病人血液中葡萄糖和乳酸的同時監(jiān)測。 第三章酶熱傳感器檢測表皮生長因子受體雜交熱信號初步研究 目的：建立基于酶熱生物傳感技術測定肺癌標記物表皮生長因子受體核苷酸雜交的熱信號,為肺癌突變早期篩查提供新的有效方法。方法：把單鏈核苷酸固相在玻璃微球CPG上作為探針,完全配對的生物素標記的核苷酸與探針雜交反應,鏈霉親和素偶聯(lián)的堿性磷酸酶(AP-strep)通過與生物素作用結合到固相表面,底物4-硝基苯磷酸二鈉鹽(pNPP)與酶反應可以產(chǎn)生熱信號。結果：Tris buffer選為流動相和底物溶解液,流速為0.5mlmin-1,底物濃度選為10.0mgmL-1。結論：初步探討核苷酸雜交熱信號酶熱生物傳感器檢測方法,為以后工作打下基礎。 第四章蛋白芯片檢測癌胚抗原初步研究 目的：建立雙抗體夾心法蛋白芯片檢測癌胚抗原的方法,為肺癌早期篩查提供有力技術支撐。方法：本實驗應用BioDot芯片點樣儀在"XNA on GoldTM"芯片上采用雙抗體夾心法原理測定癌胚抗原(CEA)水平,用生物素標記的癌胚抗原(CEA)抗體包被芯片,制成固相抗體,往包被芯片中先后加入癌胚抗原(CEA),熒光cy3標記的癌胚抗原(CEA)檢測抗體,形成抗體-抗原-抗體復合物,經(jīng)激光共聚焦(CCD)掃描后,信號的大小和樣品中的癌胚抗原(CEA)呈正相關。結果：篩選系列捕獲抗體、檢測抗體濃度,最佳濃度均為0.1mgmL-1,分析系列抗原濃度獲得標準曲線。結論：初步探討了蛋白芯片測定癌胚抗原方法,為以后建立多標記物高通量檢測方法打下基礎。
[Abstract]:With the rapid development of science and technology , the development of science and technology , there are serious public health problems such as environmental pollution to human health , serious public health problems such as the occurrence of environmental pollution on human health , the occurrence of food safety incidents , diabetes , the increasing trend of cancer patients and other serious public health problems , which threaten the health and life of human beings .

The purpose of this paper is to carry out the research of new biological analysis technology - enzyme thermal biosensor and protein chip analysis technology in environmental medical monitoring to provide powerful technical support for guaranteeing and maintaining human health .

The enzyme thermal biosensor is used as a molecular recognition element - specific catalytic substrate by using a fixed enzyme , and the generated heat enthalpy is converted into an electric signal by a thermistor , the size of the signal is directly proportional to the concentration of the substrate , and the enzyme thermal sensor can eliminate non - specific heat and continuously monitor key substances such as urea , glucose and lactic acid in biological samples such as urea , glucose and lactic acid , and has the advantages of rapid , accurate and high specificity in biological samples such as urea , glucose and lactic acid , and has become one of the leading characters in the field of biological analysis .

A novel biochip for detecting lung cancer marker is composed of carbohydrate , polypeptide , antibody , receptor and more traditional array - based DNA .

In this paper , four chapters are divided into four chapters to describe the research of enzyme thermal biosensor and protein chip technology in environmental medical monitoring .

In chapter one , the enzyme thermal sensor detects urea and lactic acid in milk

Objective : To establish a method for rapid and rapid detection of urea and lactic acid in milk .

In chapter 2 , the enzyme thermal sensor simultaneously detects both glucose and lactic acid in blood

Objective : To establish a method for simultaneous detection of glucose and lactic acid in whole blood by using enzyme thermal sensing technique .
The results showed that glucose and lactic acid , glucose oxidase and lactate oxidase in whole blood were measured by shunt dual - channel enzyme thermal sensor .

A preliminary study on the detection of hybrid heat signal of epidermal growth factor receptor by enzyme thermal sensor

Objective : To establish a new effective method for the detection of lung cancer marker epidermal growth factor receptor ( EGFR ) by enzyme - thermobiosensing technique . A new effective method was provided for early screening of lung cancer mutation . The method comprises the following steps : the single - stranded nucleotide solid phase is used as a probe in the glass microspheres , the biotin - labeled nucleotide is hybridized with the probe , and the alkaline phosphatase ( AP - strep ) coupled by streptavidin is combined with the probe to generate a thermal signal .

A preliminary study on the detection of carcinoembryonic antigen by protein chip

Objective : To establish a method for the detection of carcinoembryonic antigen by double antibody sandwich method , which provides a powerful technical support for early screening of lung cancer .
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：R734.2;R12

【參考文獻】

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本文編號：2099762