功能化碳納米材料制備及免疫電化學(xué)傳感研究.pdf

1、免疫分析法是以熒光、化學(xué)發(fā)光、表面等離子體共振、石英晶體微天平、電化學(xué)為基礎(chǔ),利用抗原與抗體之間的高特異性結(jié)合來(lái)測(cè)定抗原濃度的分析技術(shù)。電化學(xué)免疫傳感器是免疫分析和電化學(xué)傳感相結(jié)合的分析方法,其以便攜、成本低、檢測(cè)速度快、靈敏度高和容易實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)活體檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)備受關(guān)注。電化學(xué)免疫傳感器性能主要取決于生物活性物質(zhì)的負(fù)載,因此,如何將生物活性物質(zhì)有效地負(fù)載到電極表面,并保持其良好的生物活性是電化學(xué)免疫傳感器研究的熱點(diǎn)。另外,如何提高免疫傳感器

2、的靈敏度也尤為重要。近年來(lái),碳納米材料在生物傳感領(lǐng)域的應(yīng)用獲得突破性進(jìn)展,其一方面可用于生物分子的固定和富集,另一方面可用于生物分子標(biāo)記和檢測(cè)信號(hào)放大。這主要是基于其大的比表面積、強(qiáng)的吸附能力、良好的生物相容性及導(dǎo)電能力。由于碳納米材料具有以上優(yōu)勢(shì),本文制備了絲肽-石墨烯、聚-L-賴(lài)氨酸-碳納米管、聚-L-賴(lài)氨酸-石墨烯等功能化碳納米材料,并以其為載體,負(fù)載前列腺特異性抗體、α-甲胎蛋白抗體、IgG抗體,制備出相應(yīng)的電化學(xué)免疫傳感器,并

3、用于抗原檢測(cè)。具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如下:
　　1、制備石墨烯-絲肽納米復(fù)合材料,采用透射電子顯微鏡、X-射線(xiàn)衍射、X-射線(xiàn)光電子能譜、紫外/可見(jiàn)光譜、紅外光譜等對(duì)所制備的納米復(fù)合材料進(jìn)行表征。將石墨烯-絲肽納米復(fù)合材料與前列腺特異性抗體混合、滴涂至玻碳電極表面,經(jīng)戊二醛交聯(lián)固載,再以牛血清白蛋白封閉電極表面可能存在的非特異性位點(diǎn),獲得新型前列腺特異性抗原免疫傳感器。采用循環(huán)伏安法和交流阻抗技術(shù)對(duì)傳感器進(jìn)行表征,以鐵氰化鉀為電活性探針,優(yōu)化

4、了前列腺特異性抗原測(cè)定條件。在最佳實(shí)驗(yàn)條件下,傳感器識(shí)別前列腺特異性抗原前后的電流響應(yīng)差值與前列腺特異性抗原的濃度在0.1~5.0ngmL-1和5.0~80.0ngmL-1之間成線(xiàn)性關(guān)系,檢測(cè)限為0.053ngmL-1。將該傳感器用于病人血清樣品中前列腺特異性抗原檢測(cè),與酶聯(lián)免疫測(cè)試結(jié)果吻合。
　　2、電沉積制備普魯士藍(lán)膜修飾玻碳電極,將碳納米管-聚-L-賴(lài)氨酸納米材料和辣根過(guò)氧化物酶標(biāo)α-甲胎蛋白抗體混合物滴涂至普魯士藍(lán)膜修飾電

5、極表面,經(jīng)戊二醛交聯(lián),再以牛血清白蛋白封閉電極表面可能存在的非特異性位點(diǎn),制備出電流型α-甲胎蛋白免疫傳感器。采用循環(huán)伏安法和交流阻抗技術(shù)研究了傳感器的電化學(xué)特性。基于普魯士藍(lán)和辣根過(guò)氧化物酶對(duì)H2O2的雙重催化,實(shí)現(xiàn)α-甲胎蛋白的高靈敏檢測(cè)。在最佳實(shí)驗(yàn)條件下,響應(yīng)電流與α-甲胎蛋白濃度在0.05~10.0ngmL-1和10.0~50.0ngmL-1范圍內(nèi)保持好的線(xiàn)性,其檢出限為0.011ngmL-1。將該傳感器用于檢測(cè)病人血清樣品中α

6、-甲胎蛋白,其結(jié)果與酶聯(lián)免疫法吻合。
　　3、在玻碳電極表面滴涂石墨烯-聚-L-賴(lài)氨酸納米材料和IgG一抗的混合物,經(jīng)戊二醛交聯(lián)固載,再以牛血清白蛋白封閉電極表面可能存在的非特異性位點(diǎn),制備出IgG免疫電化學(xué)傳感器。當(dāng)傳感器結(jié)合IgG抗原后,再與納米金負(fù)載辣根過(guò)氧化物酶標(biāo)IgG二抗耦合,基于辣根過(guò)氧化物酶催化H2O2還原及納米金的信號(hào)放大效應(yīng),實(shí)現(xiàn)IgG的高靈敏檢測(cè)。在最佳實(shí)驗(yàn)條件下,催化電流與IgG在0.15~160.0ngmL