基于功能化碳納米材料構建的信號放大型電化學免疫傳感器的研究.pdf

1、在醫(yī)學免疫分析中，發(fā)展一些快速、靈敏和準確的檢測方法是科研工作者研究的重點、熱點問題，這在臨床分析中對于疾病的診斷具有非常重要的意義。電化學免疫傳感器是一種將電化學技術、傳感器技術和免疫分析技術三者相結合而發(fā)展來的，集靈敏度高、選擇性好、操作簡便等優(yōu)點于一身的分析技術。近幾十年來，發(fā)展新型功能化的納米材料、探索生物大分子的固定化技術和構建信號增強技術等用于電化學免疫傳感器檢測生物分子的研究受到了廣泛的關注。本文主要從功能化納米材料的制備

2、，傳感器仿生界面的構建，信號放大技術的創(chuàng)新等方面來進行研究，并制備了一系列高靈敏的電化學免疫傳感器。主要研究內容如下:
　　1.基于納米金功能化的多壁碳納米管復合材料標記抗體的電化學免疫傳感器的研究
　　本研究工作構建了一種基于納米金/（3-巰丙基）三甲氧基硅烷（Au/MPTS）修飾傳感器界面和納米金功能化的多壁碳納米管復合材料標記生物分子用于信號探針的夾心型電化學免疫傳感器，用于肝癌腫瘤標志物甲胎蛋白(AFP)的檢測。首先

3、，納米金通過PDDA共價交聯(lián)在多壁碳納米管表面制備得到了納米金功能化的碳納米材料，接著進一步把電活性物質硫堇(Thi)標記的抗體生物分子和辣根過氧化物酶(HRP)固定在其表面，制備得到了納米生物探針。納米金功能化的多壁碳納米管固載了大量的生物分子和電活性物質，從而可以有效的提高免疫傳感器的靈敏度。該納米生物探針不僅能識別目標分析物，而且在HRP對底物H2O2的催化作用下，可以進一步放大電化學反應信號。另外，Au/MPTS修飾傳感器界面不

4、僅可以用來固載生物分子、保持其生物活性，還能進一步促進電子的傳遞。采用夾心免疫反應模式，實現(xiàn)對AFP的定量檢測，其線性范圍為0.01-50.0 ng·mL-1，檢測下限為3 pg·mL-1。該傳感器具有良好的選擇性、穩(wěn)定性和重現(xiàn)性。
　　2.基于雙酶催化沉淀技術和碳納米角構建的信號增強型電化學免疫傳感器的研究
　　在本實驗中，結合碳納米角標記和雙酶催化產物沉淀法構建了一種新穎的電化學免疫傳感器，實現(xiàn)了對AFP的高靈敏檢測。首

5、先，制備金-石墨稀復合納米材料(Au-Gra)用于修飾玻碳電極，不僅能促進氧化還原探針與電極表面的電子傳遞，也能增加電極的有效面積提高AFP抗體的固載量。其次，將功能化處理后的碳納米角用于標記抗體和固載葡萄糖氧化酶(GOD)和HRP得到生物納米探針，碳納米角較大的比表面積增加了抗體和雙酶的固載量。實驗采用夾心免疫反應模式，利用4-萘酚作為沉淀底物，該探針不僅能識別目標分析物，還能通過雙酶催化沉淀實現(xiàn)信號放大，提高了免疫傳感器的靈敏度，從

6、而實現(xiàn)對腫瘤標志物的高靈敏檢測。免疫分析過程采用電化學交流阻抗和循環(huán)伏安法進行表征。免疫傳感器對目標分析物AFP的線性響應范圍為0.001-60 ng·mL-1，檢測下限為0.33 pg·mL-1。
　　3.基于核-殼結構Au@Pd雙金屬納米粒子功能化石墨稀構建的雙重信號放大型電化學免疫傳感器的研究
　　該工作基于納米金功能化的多孔石墨稀復合材料(Au-PGO)作為抗體的固定化基質，利用Au@Pd雙金屬納米粒子修飾的石墨烯(

7、Au@Pd-Gra)標記生物分子制備信號探針，構建了一種用于檢測胰腺癌腫瘤標志物(CA19-9)的夾心型電化學免疫傳感器。一方面，Au-PGO不僅可以固載大量的抗體生物分子，還能有效增加電極的活性面積，提高電極和氧化還原探針之間的電子傳輸能力;另一方面，Au@Pd-Gra不僅本身具有過氧化物模擬酶性質，其較大的比表面積和優(yōu)良的生物相容性等特點，還可以用來固載更多的生物分子并保持生物分子的活性。同時，在Au@Pd-Gra和HRP的協(xié)同催化