IrO_x基纳米纤维的制备及其对甲胎蛋白免标记检测

发布时间：2017-04-27 11:12

  本文关键词：IrO_x基纳米纤维的制备及其对甲胎蛋白免标记检测，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：社会发展到今天,癌症仍然是一个没有解决的难题。但是科学研究表明,癌症的早期治愈率高达83%,所以能够及时的发现肿瘤并诊断治疗是关键所在。一般情况下,最有效的办法就是通过检查血液寻找出癌症的肿瘤标志物。本文就针对肝癌标志物-甲胎蛋白的检测展开了讨论与研究。甲胎蛋白属于糖蛋白,正常情况下,主要由胚胎肝细胞产生,且成人血清中甲胎蛋白的含量不到25ng/m L。检测甲胎蛋白的常用方法有:荧光分析法,酶联免疫法,放射免疫法,电化学分析法等。但是放射免疫技术所需的自动化仪器价格昂贵,所用试剂半衰期短,会危及到人体健康。酶联免疫尽管灵敏度高,应用范围广,但是结构相对复杂,而荧光分析法耗时较长。所以我们主要采用免标记的电化学传感技术,具有结构简单,耗时短,费用低,灵敏度高等优良特性。为了获得性能良好的甲胎蛋白传感器,首先我们选择了免标记的电化学检测手段,其次我们采用静电纺丝的方法所制备的一维IrO_x纳米纤维作为电极材料。电极材料的选取对于传感器的性能有着至关重要的作用,应该具备一些优良的特性,比如大的比表面积以便固定更多的抗体,高的电子转移速率以提高电流信号,而且为了能够用于临床检测,还应该具备生物相容性,无毒,稳定特性。氧化铱具有很好的电活性以及化学、热稳定性,电阻值很低具有类金属功能。就我们所了解的而言,还没有关于将氧化铱用于对甲胎蛋白的免标记电化学检测的报道。所以在我们的研究当中,利用静电纺丝法制备了氧化铱纳米纤维,并将其修饰在玻碳电极表面制成电化学免疫传感器,用来高灵敏度地检测甲胎蛋白。我们首次通过单针头电纺制备了管套线(wire-in-tube)这种特殊结构的氧化铱纳米纤维。这种管套线的结构能够更大程度的增加纳米纤维的比表面积,并能够提高其电子传输率。正是由于这些优良的特性,基于氧化铱的甲胎蛋白电化学免疫传感器才能表现出良好的特性,比如高灵敏度,良好的选择性,宽的浓度检测范围(0.05ng/m L-150ng/m L),低的检测下限(20pg/m L),长期的稳定性,而且我们制备的传感器可以用于对人体血清的实际检测。与其他检测甲胎蛋白传感器的性能相比,我们所制备的传感器在灵敏度等方面均有更好的表现。我们通过水热法将电纺IrO_x纳米纤维与氧化铜纳米材料进行复合形成异质结构,并初步研究了IrO_x-Cu O复合物在甲胎蛋白检测中的应用。从IrO_x/GCE和Cu O-IrO_x/GCE分别对甲胎蛋白检测的初步研究表明,由于Cu O电阻相对IrO_x较大,使该复合材料整体电子迁移率降低,进而使得Cu O-IrO_x/GCE电极对甲胎蛋白的检测与单独的IrO_x/GCE电极相比电化学性能较差。
【关键词】：IrO_x IrO_x-CuO 静电纺丝 wire-in-tube纳米结构 电化学免疫传感器 甲胎蛋白 免标记
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R730.43;TB383.1;TP212.3
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 生物传感器11-14
• 1.1.1 生物传感器的发展史11
• 1.1.2 电化学免疫传感器11-14
• 1.2 甲胎蛋白及其检测方法14-17
• 1.2.1 有标记甲胎蛋白传感器14-16
• 1.2.2 免标记甲胎蛋白传感器16-17
• 1.3 论文的研究内容和意义17-19
• 第二章 材料制备方法及电化学检测简介19-35
• 2.1 静电纺丝19-26
• 2.1.1 静电纺丝技术简介19-20
• 2.1.2 静电纺丝技术的原理20-22
• 2.1.3 影响静电纺丝的因素22-24
• 2.1.4 静电纺丝技术的改进24
• 2.1.5 电纺纤维形貌的总括24-26
• 2.2 电纺纤维的应用26-31
• 2.2.1 在传感领域的应用26-29
• 2.2.2 在工业领域的应用29-30
• 2.2.3 在能源领域的应用30-31
• 2.2.4 在生物领域的应用31
• 2.3 电化学检测简介31-35
• 2.3.1 循环伏安法31-32
• 2.3.2 电化学测试系统32-33
• 2.3.3 电化学阻抗谱 （ electrochemical impedancespectroscopy, EIS）33-35
• 第三章 基于Wire-in-Tube IrO_x的甲胎蛋白电化学检测35-49
• 3.1 引言35-36
• 3.2.实验部分36-37
• 3.2.1 实验材料和仪器36
• 3.2.2 氧化铱纳米纤维的电纺及表征36-37
• 3.2.3 制备基于IrO_x的甲胎蛋白免疫传感器37
• 3.3 结果与讨论37-48
• 3.3.1 IrO_x纳米纤维结构的表征与讨论37-42
• 3.3.2 免疫传感器的电化学特性42-45
• 3.3.3 检测条件的优选45
• 3.3.4 对免疫传感器的分析45-48
• 3.3.5 选择性，稳定性，可重复性48
• 3.4 小结48-49
• 第四章 IrO_x-CuO纳米复合纤维的制备及其对甲胎蛋白免标记检测49-56
• 4.1 引言49-50
• 4.2 材料的制备过程50-51
• 4.2.1 CuO以及CuO-IrO_x的制备50
• 4.2.2 CuO以及CuO-IrO_x电极的制备过程50-51
• 4.3 结果与分析51-55
• 4.3.1 CuO以及CuO-IrO_x的表征51-53
• 4.3.2 基于IrO_x-CuO的免标记甲胎蛋白传感器的初步研究53-55
• 4.4 小结55-56
• 第五章 结论与展望56-58
• 参考文献58-67
• 作者简介及在学期间取得的科研成果67-68
• 致谢68

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