基于鲁米诺体系和氮化碳体系构建的胆固醇和伴刀豆球蛋白A电致化学发光生物传感器的研究

发布时间：2017-12-05 13:34

  本文关键词：基于鲁米诺体系和氮化碳体系构建的胆固醇和伴刀豆球蛋白A电致化学发光生物传感器的研究

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【摘要】：电致化学发光(electrochemiluminescence,ECL)生物传感器结合了电化学方法和化学发光方法的特点,具有操作简便、背景信号低、灵敏度好、选择性高等优点,在临床医学、生物、化学分析、食品、工业、环境检测等领域有着广泛的应用前景。近年来,随着纳米技术的快速发展,纳米材料被广泛的应用在生物传感器领域并且实现了传感器的灵敏检测。纳米材料具有独特的电化学性质,良好的生物相容性,大的比表面积等优良特性。本论文主要是结合ECL生物传感器和纳米材料的这些特点,采用了三维硫化钼-聚苯胺纳米花、银纳米立方、三维石墨烯-金纳米粒子、银纳米立方-聚乙二胺等纳米材料,构建了一系列ECL生物传感器用于检测胆固醇和检测伴刀豆球蛋白A(Con A)。本文主要从以下几个方面展开研究工作:1.基于三维硫化钼-聚苯胺纳米花和银纳米立方信号增强的鲁米诺阴极电致化学发光胆固醇生物传感器的研究本研究用三维硫化钼-聚苯胺纳米花(3D-Mo S2-PANI)和银纳米立方(AgNCs)作为信号增强材料,构建了一种基于luminol阴极电致化学发光(ECL)的酶生物传感器用于高灵敏检测胆固醇。在研究中,比表面积大的三维硫化钼-聚苯胺纳米花-银纳米立方(3D-Mo S2-PANI-Ag NCs)被用作基底固载大量的胆固醇氧化酶(ChOx)。随后胆固醇在ChOx的催化下产生过氧化氢(H2O2),催化luminol的阴极ECL反应。同时,3D-Mo S2-PANI-Ag NCs可以加速H2O2分解生成活性氧类物质(ROSs)以增强ECL信号。基于3D-Mo S2-PANI和Ag NCs的良好性能,本文构建的传感器的ECL响应信号与胆固醇的浓度在较宽的范围内呈现良好的线性关系,线性范围为3.3 nmol·L-1~0.45 mmol·L-1,检测限为1.1nmol·L-1(S/N=3)。2.基于苯氧基右旋糖苷-氮化碳为信号探针构建的信号增强型生物传感器检测伴刀豆球蛋白A的研究本文构建了基于苯氧基化的右旋糖酐-氮化碳(DexP-g-C3N4)为信号探针的增强型ECL生物传感器用于Con A。在实验中,三维石墨烯-金纳米粒子(3D-GR-AuNPs)被用作基底材料固载大量的葡萄糖氧化酶(GOx)。然后利用GOx特异性结合Con A,再通过糖-凝集素相互作用进一步结合信号探针Dex P-g-C3N4,如此形成了一个三明治夹心构型的测试体系。孵育到电极上的Con A越多,结合到电极上的信号探针Dex P-g-C3N4就越多,ECL信号也随之逐渐增强,因而实现了信号增强型的ECL传感器用于检测Con A。基于Dex P-g-C3N4和3D-GR-AuNPS的优良特性,该传感器对Con A具有较宽的检测范围和低的检测限。线性范围为:0.05 ng·mL-1~100 ng·mL-1,检测限为:17 pg·mL-1。3.基于银纳米立方-聚乙二胺-鲁米诺复合材料构建的三明治构型的电致化学发光生物传感器检测伴刀豆球蛋白A的研究本研究用银纳米立方-聚乙二胺-鲁米诺-葡萄糖氧化酶(AgNCs-PAMAM-luminol-GOx)作为信号探针,构建了一种三明治夹心构型的ECL生物传感器用于检测Con A。首先,三维硫化钼-聚苯胺纳米花(3D-Mo S2-PANI)被用作基底,通过π-π作用结合苯氧基化的右旋糖酐(Dex P);然后用DexP特异性识别Con A;再通过糖-Con A特异性识别作用结合信号探针AgNCs-PAMAM-luminol-GOx,由此形成了固态型的luminol生物传感器。在本实验中,DexP,Con A和AgNCs-PAMAM-luminol-GOx组成了一个类似三明治的夹心结构。其中,AgNCs-PAMAM不仅可以固载大量的发光试剂luminol,而且可以催化H2O2分解产生ROSs,增强luminol的ECL信号。在最优实验条件下,该三明治传感器检测Con A的线性范围为0.005 ng·m L-1~0.1 ng·mL-1和0.1 ng·mL-1~20ng·mL-1。
【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】：O657.3;TP212

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本文编号：1255012