基于碳基纳米材料的可视化生物传感器的构建
[Abstract]:There are two major problems facing human being: early diagnosis of cancer and monitoring of environmental pollution. And the root of solving the two problems lies in the source of grass-roots. The limitations of classical methods can not be applied to grass-roots practice on a large scale. Therefore, it is very important to construct a portable dual-mode biosensor with low cost, simple operation and high sensitivity. In this paper, a variety of fluorescent and colorimetric paper-based microfluidic biosensors have been designed and fabricated. Precious metal nano-materials were grown on the surface of paper chips by in-situ growth method. The paper-based substrates with low fluorescence background and large specific surface area were prepared. Around the home-style rapid and simple detection and diagnosis, combined with novel nano-mimetic enzyme visual colorimetric detection. The fluorescent / colorimetric bimodal biosensor was successfully applied to the highly sensitive detection of small micro RNA molecules, carcinoembryonic antigens, polysaccharide tumor markers and heavy metal ions in the environment of tumor cells. It provides a reliable basis for early warning of tumor diseases and detection of environmental pollution. The main research work is as follows: (1) Design and application of multi-channel colorimetric immunosensor based on simulated enzyme microfluidization based on Pd/Fe_3O_4@C. Green synthesis of Pd/Fe_3O_4@C. with peroxidase activity by in situ growth method is more stable and biocompatible than natural enzyme. A multi-channel three-dimensional paper chip was designed to amplify the signal and detect various antigens and antibodies by growing gold nanorabra on the paper substrate. The nanomaterials mimicking enzymes can be widely used in biotechnology and medicine. (2) two-mode biosensors based on graphene quantum dot paper are used for the dynamic expression of cell surface polysaccharides. A gold nanorod was in situ grown on the surface of the paper to reduce the background fluorescence of the paper. The sensitivity of cell surface polysaccharide detection can be further improved by the growth of a new layer of porous silver and multi-branch cross chain inversion for double signal amplification, which can be used for high sensitivity, low cost and rapid detection of cell surface polysaccharides. Multi-channel biosensors for visual detection. (3) Metal-enhanced dual-ratio fluorescence / naked-eye bimodal biosensor based on doped carbon points for the determination of trace amounts of Pb2. The detection of the biosensor includes visual prediction of color change and accurate specific fluorescence analysis. The introduction of ZnFe _ 2O _ 4 @ Au-Ag bifunctional nanocomplex can not only make the biosensor regenerate but also enhance the fluorescence intensity because of its magnetic properties. Nitrogen and sulfur doped carbon spots (N, Sal CDs) have a higher fluorescence yield. It can be used in Pb2 environmental monitoring. (4) Metal-enhanced ratio fluorescence / visualization dual-mode biosensor based on doped carbon point and repeatable paper-based analysis equipment is used to detect a variety of Micro RNA. The growth of silver nano-flowers on paper not only reduced the paper-based background fluorescence, but also enhanced the fluorescence of doped carbon spots by metal-enhanced fluorescence effect. The fluorescent paper can be reused by adding fluorescent probe. The design of multi-channel paper-based sensing device realizes the simultaneous detection of multiple Micro RNA. This method can be extended to other proteins or new disease diagnosis and biomarker basic research.
【学位授予单位】:济南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O657.3;TP212
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