基于铜纳米粒子的生物分析新方法研究

发布时间：2017-10-26 08:18

  本文关键词：基于铜纳米粒子的生物分析新方法研究

  更多相关文章： 铜纳米粒子 免疫分析 原子吸收光谱 无标记DNA检测 电感耦合等离子体质谱

【摘要】：纳米材料因为其独特性质引起了广泛的关注。铜纳米粒子因为其特殊性质多应用于传感器、催化等方面。近年来,铜纳米粒子在生物分析领域的应用发展迅速。免疫分析和DNA检测在生命科学和医学领域都有着十分重要的意义。原子吸收光谱(AAS)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)在元素分析方面有着广泛的应用,它们可直接检测纳米探针中的金属元素,无需探针的光、电等特殊性质,这样就降低了探针的合成难度。此外,它们具有高灵敏度的特点,被越来越多的应用于生物分析领域。在第1章中,简述了纳米粒子的基本性质及制备方法,介绍了纳米氧化铜的应用及研究现状,并对原子吸收光谱和免疫分析以及电感耦合等离子体质谱和无标记DNA分析的研究进展进行了介绍。在第2章中,本文建立了一种新型的免疫分析方法。根据标记物及检测方法的不同,标记免疫分析技术可以分为放射免疫分析、荧光免疫分析、酶免疫分析、金属免疫分析、发光免疫分析、电化学免疫分析等。在纳米氧化铜和抗体通过静电结合后,我们就研究了基于原子吸收光谱检测的金属纳米粒子标记的免疫分析方法。首先,我们考察了醇热法制备纳米氧化铜胶体,制备出了能稳定保存的纳米氧化铜胶体。然后,使纳米氧化铜和羊抗人IgG结合成铜标结合物,在96孔多孔板上进行了三明治夹心免疫反应检测人IgG。经稀硝酸溶解铜之后进行检测,原子吸收光谱信号与人IgG浓度呈现正相关的关系。我们优化了封闭液(BSA)浓度以及铜标结合物稀释倍数。实验结果表明原子吸收光谱信号与人IgG浓度的对数在10-9-10-5 g/mL范围内呈良好的线性关系,检出限为0.19 ng/mL。在第3章中,本文建立了一种新型的无标记DNA检测方法。DNA检测方法通常分为标记法和无标记法,无标记法由于不需要复杂的操作步骤而在近年来发展迅速。研究表明,铜离子能在双链DNA存在的情况下被还原剂还原为铜纳米粒子,单链DNA和三链DNA都没有这种现象。DNA常用的放大技术有聚合酶链式反应、连接酶链式反应、链替代扩增反应以及滚环放大反应等,这些反应所用到的酶的活性很容易受到多种因素的影响。因此,无酶催化的杂交链式反应(HCR)有很大的优势。本实验建立了一种基于电感耦合等离子体质谱检测的无标记、无酶催化的DNA检测方法。具体实验步骤是,在磁珠上结合捕获DNA,然后与目标DNA结合,之后进行杂交链式放大,形成的双链DNA能促使铜纳米粒子的生成。最后,加稀硝酸溶解铜,在ICP-MS上进行检测。铜的信号强度与所加目标DNA的浓度成正比例关系。实验对铜离子浓度、还原剂浓度、HCR反应时间以及发卡探针的浓度进行了优化。ICP-MS信号强度与目标DNA的浓度在1 nM-100 nM范围内呈现良好的线性关系,检出限为0.803 nM。
【关键词】：铜纳米粒子 免疫分析 原子吸收光谱 无标记DNA检测 电感耦合等离子体质谱
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.3;TB383.1
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 引言10-29
• 1.1 纳米粒子综述10-14
• 1.1.1 纳米粒子简介10
• 1.1.2 纳米粒子的性质10-12
• 1.1.3 纳米材料的制备方法12-14
• 1.2 纳米氧化铜的性质及应用14-16
• 1.2.1 纳米氧化铜的性质14
• 1.2.2 纳米氧化铜的应用14-16
• 1.3 原子吸收光谱及免疫反应简介16-23
• 1.3.1 原子吸收光谱概述16-17
• 1.3.2 石墨炉原子吸收分光光度计结构17-19
• 1.3.3 免疫反应简介19-23
• 1.4 电感耦合等离子体质谱及无标记DNA测定方法简介23-29
• 1.4.1 ICP-MS概述23
• 1.4.2 ICP-MS基本结构23-25
• 1.4.3 无标记DNA测定方法25-29
• 第2章 基于铜纳米粒子标记的原子吸收光谱免疫分析方法29-41
• 2.1 引言29-30
• 2.2 实验部分30-32
• 2.2.1 仪器与试剂30
• 2.2.2 纳米氧化铜的制备30
• 2.2.3 纳米氧化铜抗体结合物的制备30-31
• 2.2.4 免疫分析过程31
• 2.2.5 原子吸收光谱检测31-32
• 2.3 结果与讨论32-40
• 2.3.1 纳米氧化铜合成条件优化32-35
• 2.3.2 石墨炉原子吸收测铜条件优化35-37
• 2.3.3 免疫分析条件优化37-38
• 2.3.4 分析性能38
• 2.3.5 样品分析38-40
• 2.4 结论40-41
• 第3章 基于铜纳米粒子的无标记DNA检测方法41-52
• 3.1 引言41-42
• 3.2 实验部分42-43
• 3.2.1 仪器与试剂42
• 3.2.2 磁珠预处理与修饰42-43
• 3.2.3 检测步骤43
• 3.2.4 电感耦合等离子体质谱检测43
• 3.3 结果与讨论43-51
• 3.3.1 实验原理43-45
• 3.3.2 实验条件优化45-49
• 3.3.3 分析性能49
• 3.3.4 方法验证49-51
• 3.4 结论51-52
• 结论52-53
• 致谢53-54
• 参考文献54-59
• 攻读学位期间取得学术成果59

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本文编号：1097816