基于納米材料構(gòu)建電流型—抗原電化學(xué)免疫傳感器的研究.pdf

1、借助于納米材料的各種特殊性質(zhì),如:表面原子比例大、表面能高、良好的穩(wěn)定性、小尺寸效應(yīng)、較好的生物相容性和強(qiáng)的吸附能力,其應(yīng)用獲得了突破性的進(jìn)展。其中納米材料用來制備電流型-抗原電化學(xué)免疫傳感器已引起了人們廣泛的關(guān)注。尤其是納米金、碳納米管和石墨烯在生物檢測(cè)方面的應(yīng)用,更是引起了人們的注意。
　　 發(fā)展高靈敏的檢測(cè)方法一直是免疫分析領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。其中選擇性好、靈敏度高、快速、操作簡(jiǎn)單的電流型免疫傳感器是電分析化學(xué)技術(shù)和免疫

2、學(xué)技術(shù)相結(jié)合而發(fā)展起來的一種重要分析技術(shù)手段。最為重要的兩個(gè)方面是將具有生物活性的蛋白分子牢固的、高活性的組裝在基體電極上以及增強(qiáng)響應(yīng)信號(hào)。本文利用不同納米材料來組裝生物分子的活性界面、具有信號(hào)放大功能的生物納米探針等設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了探索,制備了三種高靈敏的電流型免疫傳感器,主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　 1、基于辣根過氧化酶功能的多壁碳納米管復(fù)合物和雙層納米金顆粒構(gòu)建的無標(biāo)記電流型免疫傳感器的研究
　　 該工作首先制備辣根過氧

3、化酶(HRP)和碳納米管的復(fù)合納米材料,用來增加電流的靈敏性。利用恒電位溶出伏安法在其表面沉積一層納米金,用來吸附復(fù)合納米材料,再通過滴涂第二層納米金顆粒從而制備得到免疫傳感器。復(fù)合納米材料中摻雜的HRP可以催化過氧化氫(H2O2),提高催化電流的強(qiáng)度;而將探針分散在緩沖溶液中,其操作簡(jiǎn)單;雙層納米金不僅可以保持生物分子的活性,而且可以避免HRP從電極表面上的泄露,提高傳感器的靈敏度。采用了循環(huán)伏安法(CV)進(jìn)行了表征。在最優(yōu)的實(shí)驗(yàn)條件

4、下,對(duì)腫瘤標(biāo)志癌胚抗原(AFP)的線性響應(yīng)范圍為0.2-200ng.mL-1,檢測(cè)下限為0.67ng.mL-1。該方法具有好的準(zhǔn)確性、高的靈敏度和穩(wěn)定性。
　　 2、基于球型羧基二茂鐵和辣根過氧化酶多重放大的電流型夾心免疫傳感器研究
　　 本文采用超聲溶劑置換的方法成功合成出具有電活性的球形羧基二茂鐵新型納米粒子,借助于HRP和納米金有助于增強(qiáng)傳感器響應(yīng)電流,從而提高其靈敏度,成功構(gòu)建了HRP和球形羧基二茂鐵復(fù)合物作為二

5、抗標(biāo)記物電化學(xué)免疫傳感器。采用這種方法,可以將更多的電活性物質(zhì)球型羧基二茂鐵和HRP固載在二抗上,從而增加電極的靈敏性。通過循環(huán)伏安法考察了電極的電化學(xué)特性;電子透射電鏡表征了球形羧基二茂鐵,測(cè)得癌胚抗原(CEA)的線性同歸方程為I=149.44+17.991gCCEA,檢出限為0.067ng·mL-1。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法提高了抗體的固定量,增強(qiáng)了傳感器的靈敏度和穩(wěn)定性,且該傳感器響應(yīng)迅速、選擇性好,可用于臨床血清檢驗(yàn)。
　　

6、 3、基于金核-鉑殼納米粒子、辣根過氧化氫酶修飾的雙重放大電流型甲胎蛋白免疫傳感器的研究
　　 該工作首先制備一種新型的納米材料金核.鉑殼納米粒子。在電極表面修飾的一層由碳納米管和石墨烯形成的復(fù)合物,利用金屬和載體之間的相互作用,修飾一層制備好的金核.鉑殼納米材料,其對(duì)過氧化氫(H2O2)有良好的催化作用,之后利用金核-鉑殼納米材料良好的生物兼容性和強(qiáng)烈的吸附作用固載蛋白抗體,進(jìn)一步催化底液中的H2O2溶液。從而制得靈敏、簡(jiǎn)單的

7、電流型免疫傳感器。本實(shí)驗(yàn)利用金核.鉑殼納米粒子以及HRP對(duì)過氧化氫的協(xié)同催化作用,雙重放大檢測(cè)信號(hào),使免疫傳感器更加靈敏。在修飾過程中使用循環(huán)伏安法(CV)對(duì)修飾電極進(jìn)行表征。在優(yōu)化條件下,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該傳感器對(duì)甲胎蛋白(AFP)具有良好的電流響應(yīng)能力,線性范圍為0.1-200ng·mL-1,檢出限為0.03ng.mL-1。該傳感器具有制作簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、選擇性與穩(wěn)定性良好、靈敏性高等優(yōu)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了對(duì)免疫標(biāo)記物的分析測(cè)定,有極大潛力應(yīng)用