基于功能化二硫化钼纳米材料的电化学发光免疫传感器构建及应用
发布时间：2021-07-20 04:23
电化学发光（Electrochemiluminescence,ECL）生物传感器是由分子识别元件与ECL结合发展而来,是一种非常有效的检测装置。ECL具有灵敏度高、线性范围宽、分析速度快、选择性好等优点,在环境污染监测、食品安全和疾病诊断等领域应用前景广阔。本论文将具有优异化学和物理性能的功能化纳米材料引入到ECL分析体系中,借助免疫反应的高特异性,构建了灵敏、准确检测疾病标志物的新方法。首先合成了CdS-MoS2纳米复合材料、MoS2金纳米颗粒（MoS2-Au NPs）和MnCO3纳米材料,并结合酶辅助原位共反应剂生成、CuS-Ag NPs协同催化等信号放大策略,构建了灵敏检测生物标志物心肌肌钙蛋白I（cTnI）、前列腺特异性抗原（PSA）和肌红蛋白（Myo）的ECL生物传感平台。主要创新点和研究内容如下:1.基于CdS-MoS2纳米复合材料构建灵敏检测cTnI的无标记ECL生物传感器以CdS-MoS2复合材料为ECL材料,构建检测cTnI的无标记型EC...
【文章来源】：信阳师范学院河南省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
“无标记”型ECL免疫传感器检测CCP
信阳师范学院硕士学位论文5入目标物，在传感界面形成抗体/抗原偶合物，再加入标记识别元件（探针）后形成夹心型免疫复合物。通过目标物浓度变化导致的探针固载量的变化，进而由标记物产生的信号强度变化体现，据此可以对目标物的浓度进行测定。与“无标记”型传感器相比，夹心免疫模式的传感器可以实现信号放大，灵敏度更高，对目标物浓度的检测范围更宽以及可以得到更低的检出限。Zhou等人[15]以MnO2功能化的多壁碳纳米管（MnO2@MWCNTs）修饰的电极为传感平台，luminol功能化的Pt@Au纳米复合材料作为体系的信号分子，构建夹心免疫模式，见图1-2。胆碱氧化酶（ChOx）催化胆碱生成共反应剂H2O2，增强luminol的信号响应，实现了cTnI的灵敏检测，LOD为0.017pg/mL。图1-3为Cao等人[16]基于原位生成共反应剂策略，构建“夹心”型传感平台的示意图。将具有大表面积和良好的生物相容的单壁碳纳米管石墨烯复合材料（CNTs–Gra）修饰在电极表面，电沉积金纳米粒子（AuNPs）负载大量一抗。结合免疫反应，将Pd和Pt纳米粒子（Pd&PtNPs）修饰的还原氧化石墨烯（Pd&PtNPs@rGO）和葡萄糖氧化酶（GOD）标记的二抗（Pd&PtNPs@rGO-GOD-Ab2）捕获到电极表面。标记的信号探针催化H2O2生成多种活性氧（ROSs），增强了鲁米诺的阴极ECL强度，提高了免疫传感器的灵敏度，实现了对癌胚抗原（CEA）的灵敏检测，LOD为0.030pg/mL。图12“夹心”型ECL免疫传感器检测cTnI的示意图。Fig.12Schematicillustrationofsandwich-typeECLimmunosensorforcTnIdetection.
信阳师范学院硕士学位论文6图13（A）免疫传感器的制备和CEA的检测机制；（B）Pd&PtNPs@rGO-GOD-Ab2探针的制备过程。Fig.13(A)TheschematicdiagramoftheimmunosensorandthedetectionmechanismofCEA;(B)ThepreparationprocessofPd&PtNPs@rGO-GOD-Ab2probe.1.2.3“竞争”型ECL生物传感器“竞争”型ECL生物传感器是基于目标物与一些分子的竞争作用，进而引起发光体系信号响应发生变化而构建的一类传感器。这类传感器通常用来检测小分子目标物，在设计上相较于前面所介绍的两种类型传感器具有一定的难度。图1-4是我们课题小组[17]将辣根过氧化物酶（HRP）催化酶诱导生物催化沉淀技术相结合构建竞争型ECL传感器。首先，比表面积较大的MoS2负载发光材料CdSe/ZnS量子点修饰在电极表面，接着修饰与免疫球蛋白E（IgE）适配体互补的DNA（cDNA），通过IgE适配体与cDNA的杂交反应将信号探针固定在传感平台上。未在电极表面修饰目标物IgE时，在H2O2作用下，HRP催化4-氯-1-萘酚在电极界面产生沉淀，猝灭ECL信号。当信号探针与IgE特异性结合后，信号探针从电极表面脱落，伴随着HRP的减少，发光体系ECL信号增强，LOD为0.18pmol/mL。
本文编号：3292118
【文章来源】：信阳师范学院河南省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
“无标记”型ECL免疫传感器检测CCP
信阳师范学院硕士学位论文5入目标物，在传感界面形成抗体/抗原偶合物，再加入标记识别元件（探针）后形成夹心型免疫复合物。通过目标物浓度变化导致的探针固载量的变化，进而由标记物产生的信号强度变化体现，据此可以对目标物的浓度进行测定。与“无标记”型传感器相比，夹心免疫模式的传感器可以实现信号放大，灵敏度更高，对目标物浓度的检测范围更宽以及可以得到更低的检出限。Zhou等人[15]以MnO2功能化的多壁碳纳米管（MnO2@MWCNTs）修饰的电极为传感平台，luminol功能化的Pt@Au纳米复合材料作为体系的信号分子，构建夹心免疫模式，见图1-2。胆碱氧化酶（ChOx）催化胆碱生成共反应剂H2O2，增强luminol的信号响应，实现了cTnI的灵敏检测，LOD为0.017pg/mL。图1-3为Cao等人[16]基于原位生成共反应剂策略，构建“夹心”型传感平台的示意图。将具有大表面积和良好的生物相容的单壁碳纳米管石墨烯复合材料（CNTs–Gra）修饰在电极表面，电沉积金纳米粒子（AuNPs）负载大量一抗。结合免疫反应，将Pd和Pt纳米粒子（Pd&PtNPs）修饰的还原氧化石墨烯（Pd&PtNPs@rGO）和葡萄糖氧化酶（GOD）标记的二抗（Pd&PtNPs@rGO-GOD-Ab2）捕获到电极表面。标记的信号探针催化H2O2生成多种活性氧（ROSs），增强了鲁米诺的阴极ECL强度，提高了免疫传感器的灵敏度，实现了对癌胚抗原（CEA）的灵敏检测，LOD为0.030pg/mL。图12“夹心”型ECL免疫传感器检测cTnI的示意图。Fig.12Schematicillustrationofsandwich-typeECLimmunosensorforcTnIdetection.
信阳师范学院硕士学位论文6图13（A）免疫传感器的制备和CEA的检测机制；（B）Pd&PtNPs@rGO-GOD-Ab2探针的制备过程。Fig.13(A)TheschematicdiagramoftheimmunosensorandthedetectionmechanismofCEA;(B)ThepreparationprocessofPd&PtNPs@rGO-GOD-Ab2probe.1.2.3“竞争”型ECL生物传感器“竞争”型ECL生物传感器是基于目标物与一些分子的竞争作用，进而引起发光体系信号响应发生变化而构建的一类传感器。这类传感器通常用来检测小分子目标物，在设计上相较于前面所介绍的两种类型传感器具有一定的难度。图1-4是我们课题小组[17]将辣根过氧化物酶（HRP）催化酶诱导生物催化沉淀技术相结合构建竞争型ECL传感器。首先，比表面积较大的MoS2负载发光材料CdSe/ZnS量子点修饰在电极表面，接着修饰与免疫球蛋白E（IgE）适配体互补的DNA（cDNA），通过IgE适配体与cDNA的杂交反应将信号探针固定在传感平台上。未在电极表面修饰目标物IgE时，在H2O2作用下，HRP催化4-氯-1-萘酚在电极界面产生沉淀，猝灭ECL信号。当信号探针与IgE特异性结合后，信号探针从电极表面脱落，伴随着HRP的减少，发光体系ECL信号增强，LOD为0.18pmol/mL。
本文编号：3292118
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