基于纳米材料与信号放大技术构建电化学免疫传感器检疫家蚕微粒子病的研究

发布时间：2017-11-07 13:25

  本文关键词：基于纳米材料与信号放大技术构建电化学免疫传感器检疫家蚕微粒子病的研究

  更多相关文章： 电化学免疫传感器 家蚕微孢子虫 纳米材料 电催化信号放大

【摘要】：微粒子病(Pebrine)是蚕业生产上危害最为严重的疫病之一,曾造成17世纪欧洲养蚕业的衰落。它既可水平传染,也可经卵垂直传播,已被世界各个蚕业生产国列为蚕种生产的唯一法定检疫对象,其病原是家蚕微孢子虫。目前,微孢子虫的检疫主要采用母蛾镜检法,然而此法对工作人员的技术要求高,检测过程费时费力,并且还存在易将与微孢子虫形态相似的其他微生物和微孢子虫混淆,从而降低检测的准确性。因此,目前生产上亟需能够快速、灵敏、有效的微孢子虫检测方法,以辅助或取代母蛾镜检法。电化学生物传感器是一种结合生物学技术与电化学分析方法而发展起来的分析检测技术,它具有很多优点比如灵敏度高、选择性好、成本低以及操作简便快速等,并在分析领域呈现出非常广阔的应用前景。若能凭借电化学分析技术的优点构建电化学生物传感器用于家蚕微孢子虫靶标蛋白的检测,此检测方法就具有电化学生物传感器的优点。因此,本论文拟以家蚕微粒子病的靶标蛋白为研究对象,结合多种纳米材料及信号放大技术构建灵敏的电化学生物传感器实现对家蚕微粒子病靶标蛋白的定量检测。本研究工作主要分为下几个部分:1.基于铂钯纳米线和卟啉铁G-四分体簇催化NADH构建双酶催化信号放大的电化学传感器。通过杂交链式反应(HCR)在铂钯纳米线表面形成大量具有仿双酶作用的卟啉铁G-四分体簇,由于它同时具有HRP模拟酶和NADH氧化酶的作用,以此构建了仿双酶夹心式电化学免疫传感器用于微孢子虫孢壁蛋白的检测。一方面,由于合成的铂钯纳米线具有大的比表面积,可增大卟啉铁G-四分体簇的固载量,从而提高酶催化信号放大的能力;另一方面,卟啉铁G-四分体仿酶簇在体系中的引用,不仅成功实现了双倍信号放大,还避免了使用蛋白酶易失活、价格昂贵的缺点。由于抗体和靶标蛋白本身为非电活性物质,因此大部分电化学传感器都需要标记相应的电子媒介体以得到可定量检测的电化学信号。然而电子媒介体的标记过程复杂、耗时、成本较高,且标记过程可能会影响抗体或电子媒介体的生物活性。因此本体系直接采用在卟啉铁G-四分体簇中嵌入的卟啉铁作为电子媒介体,无需进行标记,与其它检测微孢子虫的方法相比,本方法具有操作简单、响应快、特异性强、成本低等优点,为微粒子病的诊断提供了一个新的检测方法。2.基于C_(60)@Pt-Pd复合纳米粒子和卟啉铁G-四分体簇催化L-半胱氨酸构建双酶催化信号放大的电化学传感器。卟啉铁G-四分体簇可以催化氧化烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)产生过氧化氢,而产生的过氧化氢可以继续被卟啉铁G-四分体簇催化分解,从而加速了电极与电子媒介体之间电子的转移,达到信号放大的目的。据最新研究发现,卟啉铁G-四分体簇也可以催化氧化L-半胱氨酸产生过氧化氢,经实验结果发现采用L-半胱氨酸作为酶催化底物比上一体系中采用NADH作为催化底物具有更高的信号放大效果。另外,本实验中新合成的C_(60)@Pt-Pd复合纳米粒子,不仅克服了C_(60)难溶于水不易水相功能化的缺点,同时作为二抗的载体具有大的比表面积且表面功能化的铂钯纳米粒子具有优良的导电性和催化作用,可进一步提高电化学传感器的灵敏度。经过以上的改进,本实验所构建的传感器在灵敏度上较之前的工作有了提升,线性范围在0.001ngmL~（-1）到100ngmL~（-1）范围内。3.基于邻触反应体系和共固载催化剂与催化底物构建信号放大的电化学传感器酶催化信号放大策略是在放大电化学传感器信号方面比较经典且常用的一种方法,对提高传感器的灵敏度具有非常重要的帮助。尽管随着研究的深入,酶催化信号放大策略已经克服了使用蛋白酶的缺点,且已成功构建了仿双酶以及仿三酶催化信号放大的体系。但酶催化的底物在检测过程中都需要将其加入到检测底液中,这不仅会使检测操作变得复杂和专业的缺点,还会导致催化剂和催化底物的作用距离较远,催化效率受限。若能将催化剂和催化底物同时都固载在电极表面,就可以成功克服传统酶催化信号放大策略所面临的这一瓶颈。因此,本实验我们结合一种较新的分析体系(它同时结合了邻位分析和电化学分析的优点),利用四氧化三铁能催化染料小分子的这一特殊的性能,同时共固载催化剂和催化底物于电极表面,此分析体系在信号放大时不需要再在检测底液中加入催化底物,具有操作简单,响应快速的优点。
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S884;O657.1

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 周亚训;盖娜;杨高波;陈芬;;羟基对掺铒铋酸盐玻璃1.53μm波段荧光及信号放大特性的影响[J];硅酸盐学报;2009年10期

2 ;[J];;年期

中国重要会议论文全文数据库 前5条

1 林凡波;范晓玉;张友玉;姚守拙;;基于荧光共振能量转移信号放大的腺苷荧光适体传感研究[A];中国化学会第十届全国发光分析学术研讨会论文集[C];2011年

2 鞠q，

本文编号：1152605