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基于导电聚合物纳米复合材料的疾病标志物传感器

发布时间:2018-03-16 14:55

  本文选题:导电聚合物 切入点:疾病标志物 出处:《青岛科技大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:本论文主要研究内容简述如下:(1)采用电沉积方法将聚3,4-二氧乙烯噻吩(PEDOT)和氧化石墨烯(GO)沉积到玻碳电极(GCE)表面,随后通过简单的电化学还原过程成功制备了一种新型的PEDOT/RGO纳米复合材料。电化学还原之后得到的PEDOT/RGO显示出更低的电化学阻抗以及优异的电催化活性。基于PEDOT/RGO优异的催化性能,我们发展了一种灵敏的且具有选择性的检测帕金森症标志物多巴胺的电化学传感器。此电化学传感器对多巴胺的检测具有线性范围宽和检测限低的特点,其线性范围为0.1-175 μM,检测限为39 nM,并且可以在尿酸和抗坏血酸的存在下实现对多巴胺的灵敏检测。(2)为成功检测人血清中的帕金森症标志物多巴胺,我们以电化学还原得到的PEDOT/RGO纳米复合材料为基底,发展了一种超高灵敏和高选择性的适体传感器。PEDOT/RGO界面是以氧化石墨烯作为掺杂剂,通过电化学聚合EDOT,随后进行电化学还原形成RGO。然后在具有大表面积的复合材料PEDOT/RGO上共价修饰特异性的适体,经由微分脉冲伏安法实现了对多巴胺的高度灵敏和高度选择性检测。在工作电压为160 mV时,建立的线性响应校准曲线图显示,检测范围为1 pM至160nM,实现了低至78 fM的检测限。该传感器结合了适体的高度选择性和PEDOT/RGO纳米复合材料的良好电催化性能,可以成功地应用于(加标回收)血清样本而不受干扰,回收率为98.3%至100.7%。此外,使用7 M的尿素溶液处理后,该适体传感器可重复使用。(3)研究发展了一种基于功能化聚乙二醇和金纳米粒子的免标记、低污染的生物传感器,实现了对乳腺癌标志物(乳腺癌易感基因,BRCA1)的检测。通过在GCE上修饰高度交联的氨基化的聚乙二醇膜,然后自组装金纳米粒子,构建了既拥有抗污染性能,又具备一定导电能力的聚合物纳米复合材料基底。然后将与BRCA1相关的巯基修饰19碱基的寡核苷酸单链DNA固定在金纳米粒子表面,成功制备了生物传感器。在特异性BRCA1基因序列存在的条件下,采用电化学阻抗可以灵敏地监测杂交后界面阻抗的变化,实现了对实际患者样品的高灵敏和高效分析。该传感器的线性范围为50.0fM-1.0nM,检测限为1.72 fM。而且具有较好的抗污染性能,有望应用于乳腺癌易感基因BRCA1的临床分析诊断。
[Abstract]:The main contents of this thesis are as follows: (1) Poly (3O4-dioxoethylthiophene) (PEDOT) and graphene oxide (GOO) were deposited on the surface of glassy carbon electrode (GCE) by electrodeposition. Subsequently, a novel PEDOT/RGO nanocomposite was successfully prepared by a simple electrochemical reduction process. The PEDOT/RGO obtained by electrochemical reduction showed lower electrochemical impedance and excellent electrocatalytic activity. Based on the excellent catalytic performance of PEDOT/RGO, We have developed a sensitive and selective electrochemical sensor for the detection of dopamine, a marker of Parkinson's disease. The linear range is 0.1-175 渭 M, the detection limit is 39 nm, and the sensitive detection of dopamine can be achieved in the presence of uric acid and ascorbic acid. Based on PEDOT/RGO nanocomposites prepared by electrochemical reduction, a highly sensitive and selective aptamer sensor, PEDOT / RGO interface, was developed. Graphene oxide was used as dopant. By electrochemical polymerization of EDOT, then electrochemical reduction is carried out to form RGO. then covalent modification of the aptamer is carried out on the composite PEDOT/RGO with large surface area. The detection of dopamine was highly sensitive and selective by differential pulse voltammetry. The calibration curve of linear response was established at the operating voltage of 160 MV. The detection range is from 1 pm to 160 nm, and the detection limit is as low as 78 FM. The sensor combines the high selectivity of aptamer and the good electrocatalytic performance of PEDOT/RGO nanocomposites, and can be successfully applied to (labeled and recovered) serum samples without interference. The recoveries ranged from 98.3% to 100.7In addition, the aptamer biosensor, which was treated with 7 M urea solution, was reused and developed a non-labeled, low-pollution biosensor based on functionalized polyethylene glycol and gold nanoparticles. The detection of breast cancer marker (breast cancer susceptibility gene BRCA1) was carried out. By modifying the highly crosslinked poly (ethylene glycol) membrane on GCE, and then self-assembling gold nanoparticles, the anti-pollution property was constructed. The substrates of polymer nanocomposites with certain electrical conductivity were then immobilized on the surface of gold nanoparticles by sulfhydryl modified 19-base oligonucleotide single-stranded DNA associated with BRCA1. The biosensor was successfully prepared. Electrochemical impedance can be used to monitor the interfacial impedance after hybridization under the condition of the existence of specific BRCA1 gene sequence. The linear range of the sensor is 50.0fM-1.0nM and the detection limit is 1.72fM.The sensor has good anti-pollution performance and is expected to be used in clinical diagnosis of breast cancer susceptibility gene BRCA1.
【学位授予单位】:青岛科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TB33;TP212

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本文编号:1620414

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