免疫纸微流控芯片中的蛋白固定方法及检测方法研究

发布时间：2017-10-29 09:27

  本文关键词：免疫纸微流控芯片中的蛋白固定方法及检测方法研究

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【摘要】：纸质微流控芯片(μPAD)是一种新型的纸上微流控分析技术平台,具有制作简单、成本低廉、分析速度快、生物兼容性好等特点。本研究论文主要将纸微流控芯片与免疫反应相结合,针对纸上抗体固定化方法繁琐、耗时的缺点,提出了一种快速,简单的纸上等离子体技术固定蛋白的新方法。同时将荧光检测应用到纸芯片免疫分析中,分别将激光诱导荧光和上转换荧光运用到纸芯片上,利用二氧化硅包被的量子点和上转换荧光纳米粒子作为抗体标记物,分别实现了甲胎蛋白(AFP)和免疫球蛋白(1gG)的灵敏测定。同时,运用环炉洗涤技术,有效降低纸上非特异性吸附带来的背景信号,进一步提高检测灵敏度。以此建立了免疫纸芯枣片的检测新方法。本论文分为两章,第一章是综述,分别介绍了免疫纸芯片、纳米粒子参与的免疫纸微流控芯片。第二章为研究报告,山三部分构成,具体内容如下：一.基于等离子体处理的纸上蛋白固定化方法研究本研究工作基于等离子体处理技术,发展了一种纸上蛋白固定的新方法,并将此固定化方法用于纸芯片化学发光免疫分析中,实现了对血清中癌胚抗原(CEA)的灵敏检测。将纸芯片置于小型的氧等离子清洗机中处理4 min,纸表面会有醛基产生。抗体通过与醛基发生交联反应,就可以无需其他预处理直接固定于纸表面。为了验证纸表面醛基的产生,利用X射线光电子能谱(XPS)和红外光谱仪(FT-IR)考察了等离子体处理后纸表面的官能团变化。结果表明,等离子体处理后的纸芯片表面的确产生了功能性基团醛基,从而可以用于纸表面上抗体的固定化。将这种新型的固定化方法与纸芯片免疫分析相结合,运用夹心法化学发光免疫分析方法,对血清中的CEA进行了测定,方法的线性范围为0.1-80.0 ng/mL,检出限为0.03 ng/mL。与其他的蛋白固定化方法相比,该固定化方法具有简单、快速的特点而具有很好的应用前景。二.基于量子点二氧化硅荧光纳米粒子信号放大的激光诱导荧光免疫纸微流控芯片的研究。本研究工作中,首次将自组装的小型激光诱导荧光仪应用于纸芯片免疫分析中,并结合信号放大技术,实现了血清中甲胎蛋白(AFP)的荧光检测。该小型荧光仪以功率为1mW,激发波长为405 nm的激光作为光源。由于激光光源功率较小,可以很好的降低纸产生的背景荧光。同时将二氧化硅纳米粒子包被量子点(CdTe QDs@SiO2)标记于二抗之上,利用荧光信号放大反应,信号放大倍数为6.8倍,实现了血清中AFP的高灵敏测定。方法的线性范围为0.001-20.0 ng/mL,检出限为0.38pg/mL。该方法为纸芯片荧光免疫测定提供了一种高灵敏,简单,快速的新方法。三.基于上转换荧光标记的免疫纸微流控芯片的研究本研究工作将上转换荧光检测与免疫纸微流控芯片相结合,将β-NaYF4:Yb,Tm@NaYF4上转换纳米粒子(UCNPs)标记在二抗之上,利用上转换荧光纳米粒子在980 nm近红外光激发可以有效避免纸的背景荧光和生物荧光的优势,建立了一种纸上荧光测定免疫球蛋白(IgG)的新方法。此外,本研究运用环炉洗涤方法更好的除去纸表面物理吸附的纳米粒子和抗原抗体,从而可以更加有效的降低背景信号。该上转换荧光标记的免疫纸微流控芯片成功实现了IgG的灵敏测定,检出限为3.3 pg/mL,并且实现了实际血清样品中的CEA的测定。该方法成本低、操作简单,有望在医疗诊断有广泛的应用。
【关键词】：等离子体 纸微流控芯片 免疫分析 化学发光 荧光
【学位授予单位】：陕西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.3
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第1章 综述9-27
• 1.1 免疫纸芯片9-19
• 1.1.1 纸芯片概述9-10
• 1.1.2 免疫纸芯片概述10-13
• 1.1.3 免疫纸微流控芯片中的检测方法13-19
• 1.2 纳米粒子参与的免疫纸微流控芯片19-25
• 1.2.1 纳米金(AuNPs)参与的免疫纸微流控芯片19-22
• 1.2.2 二氧化硅纳米粒子参与的免疫纸微流控芯片22-24
• 1.2.3 上转换荧光纳米粒子(UCNPs)参与的免疫纸微流控芯片24-25
• 1.3 本论文的选题目的及意义25-27
• 第2章 研究报告27-59
• 2.1 基于等离子体处理的纸上蛋白固定化方法研究27-37
• 2.1.1 引言27-28
• 2.1.2 实验部分28-30
• 2.1.3 结果与讨论30-37
• 2.1.4 小结37
• 2.2 基于量子点二氧化硅荧光纳米粒子信号放大的激光诱导荧光免疫纸微流控芯片的研究37-47
• 2.2.1 引言37-39
• 2.2.2 实验部分39-41
• 2.2.3 结果与讨论41-47
• 2.2.4 小结47
• 2.3 基于上转换荧光标记的免疫纸微流控芯片的研究47-59
• 2.3.1 引言47-48
• 2.3.2 实验部分48-50
• 2.3.3 结果与讨论50-57
• 2.3.4 小结57-59
• 结论59-61
• 参考文献61-79
• 致谢79-81
• 攻读学位期间研究成果81

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本文编号：1112424