二茂铁基纳米复合材料在电化学免疫分析中的应用研究

发布时间：2017-06-18 10:08

  本文关键词：二茂铁基纳米复合材料在电化学免疫分析中的应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：癌症标志物(Cancer markers)作为一定时间内细胞生理状态和致病过程变化的一个重要标志,在癌症的临床诊断和治疗中扮演着重要的角色。因此,开发一种简单、高灵敏度的检测癌症标志物的方法迫在眉睫。电化学免疫传感器是一种将电化学分析方法与免疫学技术结合发展起来具有快速、灵敏的生物传感器。其构建过程中有三个关键问题:其一如何简单、快速的将抗原或抗体固定在电极表面;其二如何加快电子媒介体和电极表面之间的电子转移。最后如何放大检测信号。本文以二茂铁和纳米材料为基础,利用信号放大技术,制备出几种新型的电化学免疫传感器:1.使用多壁碳纳米管-壳聚糖(MWCNT-CS)支化结构共价连接二茂铁设计出电化学免疫传感器:将MWCNT-CS修饰在电极表面,通过一系列共价反应后,将二茂铁甲酸(Fc-COOH)固定在电极表面。接着利用聚多巴胺(PDA)的还原性,将金纳米粒子(AuNPs)修饰在电极表面。最后将anti-CEA固定在AuNPs表面。大量的Fc连接在电极表面,而且PDA-AuNPs具有良好的导电性和生物相容性,促进了电子传递和保持抗体的生物活性。该电化学免疫传感器对CEA具有优异的检测效果。检测范围:0.01 ng·mL~(-1)~80 ng·mL~(-1),检出限:0.002 ng·mL~(-1)(S/N=3)。2.多孔CuO纳米线(pCuOw)连接二茂铁作为信号探针设计的电化学免疫传感器:将Fc-COOH和AuNPs分别通过共价键和Au-N键连接到氨基化pCuOw表面。然后将CEA第二抗体(Ab_2)固定在AuNPs上作为探针。CNTs-AuNPs修饰电极作为平台。CuO多孔纳米线作为信号放大探针具有增强响应信号的作用,可提高免疫传感器灵敏度,实现了对CEA的高灵敏检测。浓度范围为0.005ng·mL~(-1)~80 ng·mL~(-1),检测限达到0.0008 ng·mL~(-1)(S/N=3)。3.Fe_3O_4@SiO_2共连接二茂铁和抗体的夹心型电化学传感器的设计:Fe_3O_4@SiO_2-NH_2表面共连接Fc-COOH和Ab_2作为信号放大探针。GO-AuNPs作为免疫平台。利用Fe_3O_4对H_2O_2的催化作用来增强免疫检测信号和提高免疫传感器灵敏度。该传感器具有优异的检测效果(检测范围:0.001ng·mL~(-1)~80 ng·mL~(-1),检出限:0.0002 ng·mL~(-1)(S/N=3))。4.氧化石墨烯-β-环糊精(GO-CD)与二茂铁和抗体的主客体相互作用设计出同时检测两种肿瘤标志物的免疫传感器:GO-AuNPs作为免疫平台。Cu_2O-GO-CD和GO-CD-Fc作为两种不同的生物探针。通过共价和主客体相互作用固定AFP第二抗体和CEA第二抗体在Cu_2O-GO-CD和GO-CD-Fc上。通过夹心型传感器同时检测CEA和AFP,展现优异的检测性能(检测范围:0.001 ng·mL~(-1)~80ng·mL~(-1),检出限为0.0002 ng·mL~(-1)(S/N=3))。
【关键词】：癌症标记物 电化学免疫传感器 二茂铁甲酸 石墨烯 信号放大
【学位授予单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB33;TP212.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-24
• 1.1 肿瘤标志物10-12
• 1.1.1 肿瘤标志物的概念10
• 1.1.2 常见的肿瘤标志物10
• 1.1.3 检测方法10-11
• 1.1.4 免疫分析过程11-12
• 1.2 电化学免疫传感器12-14
• 1.2.1 电化学免疫传感器的原理12-13
• 1.2.2 电化学免疫传感器的分类13
• 1.2.3 抗原抗体的固定方法13-14
• 1.3 二茂铁极其衍生物在电化学免疫传感器中的应用14
• 1.4 纳米材料的应用14-22
• 1.4.1 纳米材料的概述14-15
• 1.4.2 金纳米粒子在电化学免疫传感器中的应用15-17
• 1.4.3 碳材料在电化学免疫传感器中的应用17-20
• 1.4.4 氧化铜在电化学免疫传感器中的应用20
• 1.4.5 磁性纳米材料在电化学免疫传感器中的应用20-22
• 1.5 纳米材料在电化学免疫传感器中的发展趋势22
• 1.6 本论文的研究思路与创新22-24
• 第二章 多壁碳纳米管-壳聚糖支化结构连接二茂铁的免疫传感器24-31
• 2.1 引言24
• 2.2 实验部分24-26
• 2.2.1 试剂与仪器24-25
• 2.2.2 MWCNT-CS的制备25
• 2.2.3 免疫传感器的组装25-26
• 2.2.4 检测方法与原理26
• 2.3 结果与讨论26-30
• 2.3.1 MWCNT-CS的SEM26-27
• 2.3.2 免疫传感器组装过程的电化学表征27-29
• 2.3.3 实验条件的优化29
• 2.3.4 检测性能29-30
• 2.4 结论30-31
• 第三章 多孔CuO纳米线连接二茂铁作为探针的免疫传感器31-40
• 3.1 引言31
• 3.2 实验部分31-33
• 3.2.1 试剂与仪器31
• 3.2.2 CNTs-AuNPs的制备31-32
• 3.2.3 pCuOw标签的制备32
• 3.2.4 免疫传感器的组装32-33
• 3.2.5 检测方法与原理33
• 3.3 结果与讨论33-38
• 3.3.1 CNTs-AuNPs的XRD33
• 3.3.2 pCuOw和pCuOw-Fc的表征33-34
• 3.3.3 免疫传感器组装过程及电化学表征34-36
• 3.3.4 实验条件的优化36
• 3.3.5 检测性能36-38
• 3.4 结论38-40
• 第四章 Fe_3O_4@SiO_2共连接二茂铁和抗体的免疫传感器设计40-48
• 4.1 引言40
• 4.2 实验部分40-42
• 4.2.1 试剂与仪器40
• 4.2.2 GO-AuNPs的制备40-41
• 4.2.3 Fe_3O_4@SiO_2的制备41
• 4.2.4 免疫传感器的组装41-42
• 4.2.5 检测方法与原理42
• 4.3 结果与讨论42-47
• 4.3.1 GO-AuNPs的XRD42
• 4.3.2 Fe_3O_4@SiO_2的表征42-44
• 4.3.3 免疫传感器组装过程的电化学表征44-45
• 4.3.4 实验条件的优化45-46
• 4.3.5 检测性能46-47
• 4.4 结论47-48
• 第五章 氧化石墨烯-β-环糊精与二茂铁和抗体主客体作用检测两种肿瘤标记物48-59
• 5.1 引言48-49
• 5.2 实验部分49-50
• 5.2.1 试剂与仪器49
• 5.2.2 GO-AuNPs的制备49
• 5.2.3 生物标签的制备49
• 5.2.4 免疫传感器的组装49-50
• 5.2.5 检测方法与原理50
• 5.3 结果与讨论50-58
• 5.3.1 GO-CD-Fc的表征50-51
• 5.3.2 Cu_2O-GO-CD的表征51-52
• 5.3.3 免疫传感器组装过程的电化学表征52-54
• 5.3.4 GO-CD对二茂铁和抗体富集能力的比较54-55
• 5.3.5 实验条件的优化55
• 5.3.6 检测性能55-58
• 5.4 结论58-59
• 参考文献59-67
• 致谢67-68
• 作者简历68-69
• 导师评阅表69

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