生物相容性磁性纳米粒子的制备及其在生物传感器中的应用研究

发布时间：2017-04-04 22:03

  本文关键词：生物相容性磁性纳米粒子的制备及其在生物传感器中的应用研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：生物传感器因其成本低、灵敏度高、易操作及微型化等优点,已成为现代生命科学及生物分析化学的研究热点,并且在临床诊断、食品工业、医疗卫生、环境监测等领域具有重要的应用价值。本论文以磁性纳米粒子、天然牛血清白蛋白和金纳米为基底,制备出具有良好生物相容性的载体材料,并将其应用于葡萄糖传感器和免疫传感器中,主要内容包括以下三部分:第一部分:Fe3O4/BSA/Au复合纳米粒子的制备及在含酶型葡萄糖传感器中的应用研究。首先,设计合成了以四氧化三铁(Fe3O4)为核、牛血清白蛋白(BSA)为壳的Fe3O4/BSA复合纳米粒子,并结合原位合成的方法将金纳米(Au NPs)修饰于Fe3O4/BSA上,获得壳层含有金纳米的Fe3O4/BSA/Ausitu复合粒子。其次,利用Fe3O4/BSA/Ausitu负载葡萄糖氧化酶GOx,制备出含酶型葡萄糖传感器。最后,通过循环伏安法、阻抗法和恒电位安培法,表征了传感器的综合性能。研究表明,在最优化的实验条件下,传感器对葡萄糖的线性响应范围为0.25-7.0 m M,响应时间仅为0.8s,灵敏度高达115.3μA m M-1 cm-2。第二部分:Fe3O4/BSA/Au NPs/Fc复合纳米粒子的制备及在非标记型免疫传感器中的应用研究。本章我们采用两种不同的方法制备出含有二茂铁衍生物的Fe3O4/BSA/Au/NH/Fc和Fe3O4/BSA/Au/HS/Fc复合纳米粒子,并以癌胚抗原(CEA)作为模型肿瘤标志物,分别构建两种无试剂电流型免疫传感器,并考察其对CEA的响应性能。实验结果表明,由Fe3O4/BSA/Au/HS/Fc复合纳米粒子制备出的非标记型免疫传感器具有更加优异的性能,在0-100 ng/m L CEA浓度范围内获得优异的线性响应。第三部分:GCE/Fe3O4/BSA/Co(bpy)33+/Au的制备及在非标记型免疫传感器中的应用研究。本部分以Fe3O4/BSA复合纳米粒子为基质将其修饰于玻碳电极后,用电化学扫描的方法将电子媒介体高氯酸·三-2,2'-联吡啶合钴Co(bpy)33+修饰到GCE/Fe3O4/BSA电极上,利用BSA含有的巯基结合金纳米,形成具有高电化学活性和生物相容性的复合固载基质,然后进一步吸附癌胚抗原单克隆抗体(anti-CEA),并用BSA封住多余活性位点,制备出GCE/Fe3O4/BSA/Co(bpy)33+/Au/anti-CEA免疫传感器。通过电化学的方法,我们对该电极的制备过程进行表征,并考察了传感器对CEA的响应性能。研究结果表明,该传感器对癌胚抗原(CEA)线性范围为0-100 ng/m L,检测限为0.93 ng/m L。此外,传感器还表现出优良的储存稳定性,在4℃下放置50天后,响应电流仅下降了4.25%。
【关键词】：电化学 葡萄糖传感器 免疫传感器 生物相容性 复合纳米粒子
【学位授予单位】：深圳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.1;TP212.3
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-25
• 1.1 前言10-11
• 1.2 生物传感器的种类11-12
• 1.3 葡萄糖传感器12-16
• 1.3.1 电位型葡萄糖酶传感器12-13
• 1.3.2 电流型葡萄糖酶传感器13-16
• 1.4 免疫传感器16-23
• 1.4.1 免疫传感器工作原理16
• 1.4.2 电化学免疫传感器16-17
• 1.4.3 电流型免疫传感器17-19
• 1.4.4 免疫分子的固定19-23
• 1.5 本论文的主要研究内容23-25
• 第2章 Fe_3O_4/BSA/Au复合纳米粒子的制备及其在含酶型葡萄糖传感器中的应用研究25-42
• 2.1 引言25-26
• 2.2 实验部分26-29
• 2.2.1 试剂与仪器26-27
• 2.2.2 Fe_3O_4纳米粒子的制备27-28
• 2.2.3 Fe_3O_4/BSA纳米粒子的制备28
• 2.2.4 Fe_3O_4/BSA/Au复合纳米粒子的制备28
• 2.2.5 含酶型葡萄糖传感器的制备28-29
• 2.3 结果与讨论29-41
• 2.3.1 磁滞回线29-30
• 2.3.2 热重曲线30
• 2.3.3 原位与非原位酶电极性能的对比30-32
• 2.3.4 磁性复合纳米粒子的表征32-35
• 2.3.5 酶电极的电化学行为35-37
• 2.3.6 酶电极的优化37-38
• 2.3.7 酶电极的性能38-41
• 2.4 结论41-42
• 第3章 Fe_3O_4/BSA/Au/Fc复合纳米粒子的制备及其在免疫传感器中的应用研究42-58
• 3.1 引言42-43
• 3.2 实验部分43-45
• 3.2.1 试剂与仪器43
• 3.2.2 Fe_3O_4/BSA/Au/NH/Fc复合纳米粒子的制备43-44
• 3.2.3 Fe_3O_4/BSA/Au/HS/Fc复合纳米粒子的制备44
• 3.2.4 免疫传感器的制备44-45
• 3.3 结果与讨论45-57
• 3.3.1 Fe_3O_4/BSA/Au/NH/Fc复合纳米粒子的表征45-49
• 3.3.2 Fe_3O_4/BSA/Au/HS/Fc复合纳米粒子的表征49-51
• 3.3.3 Fe_3O_4/BSA/Au/HS/Fc电极组装过程的电化学行为51-53
• 3.3.4 Fe_3O_4/BSA/Au/HS/Fc免疫传感器实验条件优化53-55
• 3.3.5 Fe_3O_4/BSA/Au/HS/Fc免疫传感器的性能55-57
• 3.4 结论57-58
• 第4章 GCE/Fe_3O_4/BSA/Co(bpy)_3~(3+)/Au的制备及其在免疫传感器中的应用研究58-68
• 4.1 引言58-59
• 4.2 实验部分59-61
• 4.2.1 试剂与仪器59
• 4.2.2 GCE/Fe_3O_4/BSA/Co(bpy)_3~(3+)电极的制备59-60
• 4.2.3 GCE/Fe_3O_4/BSA/Co(bpy)_3~(3+)/Au/anti-CEA免疫传感器的制备60-61
• 4.3 结果与讨论61-67
• 4.3.1 复合纳米粒子的表征61-62
• 4.3.2 电极组装过程的电化学行为62-64
• 4.3.3 实验条件优化64-66
• 4.3.4 免疫传感器的性能66-67
• 4.4 结论67-68
• 全文总结68-69
• 参考文献69-77
• 致谢77-78
• 攻读硕士学位期间的研究成果78

  本文关键词：生物相容性磁性纳米粒子的制备及其在生物传感器中的应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：285969