基于納米材料構(gòu)建電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器的研究.pdf

1、電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器是一種將電致化學(xué)發(fā)光技術(shù)與免疫學(xué)技術(shù)相結(jié)合而發(fā)展起來的具有易于操作、選擇性高、重現(xiàn)性好、靈敏度高、檢測(cè)快速以及線性范圍寬等特點(diǎn)的生物傳感器。傳感器敏感界面上生物識(shí)別系統(tǒng)的構(gòu)建以及將生物識(shí)別元件轉(zhuǎn)化為可檢測(cè)物ECL信號(hào)是電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器研究過程中最為重要和關(guān)鍵的步驟。隨著納米材料的快速發(fā)展，由于納米材料獨(dú)特的電學(xué)性質(zhì)、大的比表面積、好的生物兼容性等特點(diǎn)，各種納米材料在生物傳感器領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用并實(shí)現(xiàn)傳感器靈

2、敏檢測(cè)。本文從利用納米材料及其復(fù)合材料構(gòu)建敏感界面以及信號(hào)放大探針等方面進(jìn)行了研究，構(gòu)建了一系列的靈敏的電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器，主要研究內(nèi)容如下:
　　 1、基于多壁碳納米管-Nafion和聯(lián)吡啶釕-納米鉑復(fù)合納米球構(gòu)建的新型固相電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器的研究
　　 本研究工作中，首先制備Nafion分散的多壁碳納米管的復(fù)合物(Nafion-MWCNTs)作為固載基質(zhì)，接著利用靜電作用制備了聯(lián)吡啶釕/納米鉑復(fù)合物(Ru-P

3、tNPs)，并通過陽離子交換作用和靜電作用將其修飾至Nafion-MWCNTs修飾的玻碳電極表面，進(jìn)一步通過靜電作用和恒電位沉積法在其表面修飾納米鉑層，用于吸附抗體分子，從而制得基于聯(lián)吡啶釕的新型固相電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器。本實(shí)驗(yàn)中通過對(duì)比有無利用納米鉑固載Ru(bpy)32+的不同修飾電極的電活性比表面積以及對(duì)ECL的不同貢獻(xiàn)的實(shí)驗(yàn)，說明利用納米鉑大的比表面積、良好的導(dǎo)電性等特性可大大增加聯(lián)吡啶釕固載量并有效增加單位時(shí)間內(nèi)激發(fā)態(tài)產(chǎn)量，

4、從而放大Ru(bpy)32+的ECL信號(hào)。在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下，該傳感器對(duì)甲胎蛋白抗原(AFP)的檢測(cè)具有較好的ECL響應(yīng)，線性范圍0.01～10 ng/mL，最低檢測(cè)限為3.3 pg/mL(S/N=3)。該傳感器具有制備簡單、操作簡便、選擇性好、靈敏度較高的特性。
　　 2、基于納米金修飾多壁碳納米管的納米復(fù)合物和GOD標(biāo)記抗體構(gòu)建的原位產(chǎn)生魯米諾共反應(yīng)試劑的超靈敏電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器的研究
　　 本研究工作中，我們構(gòu)

5、建了基于原位產(chǎn)生H2O2與luminol共反應(yīng)的電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器用于甲胎蛋白(AFP)的檢測(cè)。首先利用PEI作為連接試劑，制備了納米金修飾多壁碳納米管的納米復(fù)合物(AuNPs@MWCNTs)，并將其用于標(biāo)記抗體和葡萄糖氧化酶(GOD)得到AuNPs@MWCNTs和GOD同時(shí)標(biāo)記抗體的納米生物耦合物探針。由于AuNPs@MWCNTs具有大的比表面積和好的生物相容性，不僅可以固載大量的抗體和GOD分子，還能很好的保持生物大分子的活性及

6、GOD的催化活性，從而提高傳感器的靈敏度。采用雙抗夾心免疫模式，以多壁碳納米管作為電極基底修飾材料固載一抗，利用抗原抗體的特異性識(shí)別作用將具有放大作用的納米生物耦合探針組裝至傳感界面上，在含有一定量葡萄糖和luminol的檢測(cè)底液中，結(jié)合在電極上的GOD催化葡萄糖原位產(chǎn)生H2O2，接著催化luminol的ECL，同時(shí)納米金也在一定程度上催化luminol-H2O2的ECL，構(gòu)建了超靈敏的電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:該傳感器對(duì)A

7、FP的檢測(cè)具有很好的響應(yīng)，且靈敏度、穩(wěn)定性、重現(xiàn)性及選擇性都比較好，其線性范圍為0.0001～80 ng/mL，檢測(cè)下限為0.03 pg/mL。
　　 3、基于石墨烯復(fù)合納米材料放大魯米諾陰極電致化學(xué)發(fā)光構(gòu)建的超靈敏電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器的研究
　　 本研究工作中，我們構(gòu)建了基于石墨烯復(fù)合納米材料放大魯米諾陰極電致化學(xué)發(fā)光的超靈敏的電致化學(xué)發(fā)光免疫傳感器，用于檢測(cè)癌胚抗原(CEA)。首先，利用石墨烯在一定的電位掃描范圍內(nèi)

8、能夠激發(fā)luminol的陰極ECL性能，將碳納米管和石墨烯的復(fù)合物修飾至玻碳電極表面構(gòu)建一個(gè)能夠產(chǎn)生luminol陰極ECL傳感界面，然后恒電位沉積一層納米金用于固載一抗。利用石墨烯大的比表面積負(fù)載大量的納米鉑和鈀顆粒，并將其用于標(biāo)記二抗和GOD得到納米生物耦合探針。采用雙抗夾心的免疫模式以及抗原抗體的特異性結(jié)合作用將具有識(shí)別和信號(hào)放大作用的納米生物耦合探針組裝到傳感界面上。實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)檢測(cè)底液中含有一定量的葡萄糖和luminol時(shí)，