基于生物相容性復(fù)合納米材料的電化學(xué)免疫傳感器的研究.pdf

1、電化學(xué)免疫傳感器是一種結(jié)合電化學(xué)分析法與免疫學(xué)技術(shù)新興發(fā)展起來的具有靈敏高、選擇性好、分析速度快、操作簡(jiǎn)單等特性的生物傳感器。免疫傳感器包括生物識(shí)別系統(tǒng)(感受器)和換能器兩部分。將抗原或抗體等免疫分子固定到換能器的表面稱為傳感器敏感界面的構(gòu)建,如何將免疫組分有效地固定在電極表面上并保持其良好的生物活性是免疫傳感器的開發(fā)研究中最為關(guān)鍵的工作。本文從生物相容性復(fù)合納米材料的制備,免疫傳感界面的構(gòu)建、新型信號(hào)增強(qiáng)的免疫傳感器以及通用性多功能免

2、疫傳感器的研制等方面進(jìn)行了探索和研究。具體開展了以下工作:
　　 1.采用共價(jià)法合成聚丙烯胺-二茂鐵(PAA-Fc)氧化還原高聚物,利用PAA良好的成膜性將復(fù)合物固定到電極表面,進(jìn)而通過氨基自組裝吸附金納米粒子(Au NPs)于電極表面,利用Au NPs與抗體之間的相互作用將HBsAb固定于電極表面,制備了PAA-Fc／Au NPs／HBsAb免疫傳感器,用于對(duì)乙肝抗原的檢測(cè)。構(gòu)建的PAA-Fc／Au NPs仿生界面為抗體的固定

3、提供了良好的微環(huán)境,且實(shí)現(xiàn)了電子介體在電極表面的穩(wěn)定固載,有效提高了電極的穩(wěn)定性。吸附的Au NPs還作為電子傳遞“導(dǎo)線”,促進(jìn)電子介體在電極表面的電子傳遞速率,提高免疫傳感器的檢測(cè)靈敏度,實(shí)現(xiàn)了對(duì)乙肝抗原的高靈敏無標(biāo)記檢測(cè)。為了進(jìn)一步改善復(fù)合膜的傳導(dǎo)性以及提高生物分子在電極表面的負(fù)載量,進(jìn)而我們將MWNTs摻雜到PAA-Fc膜內(nèi),MWNTs的存在不僅增大了PAA-Fc膜的粗糙度,提高了Au NPs在電極表面的負(fù)載量,使得進(jìn)一步固定的抗

4、體分子密度大大增加,還為在電極和電解質(zhì)之間構(gòu)建了有效的電子傳輸通道,加速了探針分子與電極表面的電子傳遞,提高了PAA-Fc／MWNTs／Au NPs／HBsAb免疫傳感器的響應(yīng)靈敏度。與PAA-Fc／Au NPs／HBsAb免疫傳感器相比,該傳感器靈敏度更高,檢測(cè)限更低。
　　 2.提出一種以CS-Fc／GO納米復(fù)合物為一抗固定基底,結(jié)合氧化還原循環(huán)反應(yīng)放大信號(hào),制備新型電流型癌胚抗原免疫傳感器的構(gòu)建方法。利用CS-Fc復(fù)合物與

5、GO之間的靜電作用制備CS-Fc／GO納米復(fù)合膜,從而通過比表面積大、生物相容性好、含有豐富羧基的石墨烯實(shí)現(xiàn)抗體在電極表面的固定化,另外,以Fe3O4／Au NPs作為二抗標(biāo)記物,利用Au NPs催化還原對(duì)硝基酚(NP)為對(duì)氨基酚(AP),進(jìn)而被電極表面的Fc氧化為對(duì)醌亞胺(QI),再利用硼氫化鈉將QI還原為AP,從而構(gòu)成一個(gè)完整的氧化還原循環(huán),制得高靈敏性的免疫傳感器。采用能量分析光譜(EDS)和掃描電鏡(SEM)對(duì)合成的Fe3O4／

6、Au NPs復(fù)合納米粒子進(jìn)行表征,循環(huán)伏安法(CV)和交流阻抗法(EIS)對(duì)修飾電極的構(gòu)建過程進(jìn)行考察,并對(duì)免疫傳感器的性能進(jìn)行了詳細(xì)研究。該免疫傳感器對(duì)癌胚抗原檢測(cè)線性范圍為0.001—30.0ngmL-1,檢出限為0.39pgmL-1。
　　 3.提出了一種新型的基于金納米粒子表面原位生成電子介體的多功能癌胚抗原免疫傳感器。利用化學(xué)交聯(lián)法在聚乙酰亞胺(PEI)修飾ITO表面固定一抗,然后孵化不同濃度的抗原,進(jìn)而利用抗原與抗體

7、之間的特異性結(jié)合作用將金標(biāo)二抗組裝于電極表面,在pH為5.0的條件下,將PEI／GA／Ab1／CEA／Ab2-Au NPs電極置于鐵氰化鉀和氯化鐵雙組分溶液中,在Au NPs表面原位生成普魯士藍(lán)。利用普魯士藍(lán)良好的電化學(xué)和光學(xué)雙重性能,本文同時(shí)采用循環(huán)伏安法(CV)和紫外分光光度法(UV-Vis)對(duì)癌胚抗原進(jìn)行了定量分析,并對(duì)該免疫傳感器的性能進(jìn)行了詳細(xì)的研究。該免疫傳感器光學(xué)檢測(cè)線性范圍為2.0-120 ng mL-1,檢出限為1.3