用于金黄色葡萄球菌与铜绿假单胞菌检测的免标记型电化学发光生物传感器

发布时间：2017-03-16 08:07

  本文关键词：用于金黄色葡萄球菌与铜绿假单胞菌检测的免标记型电化学发光生物传感器，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：基于电化学发光(ECL)的生物分析方法不仅保留了化学发光(CL)分析的诸多优势,还具有可控性强、重现性佳、选择性好和可进行原位检测等特点。现有的ECL生物分析方法多为传统的探针标记模式,其标记过程耗时耗力,需要投入大量的人力成本和时间成本,并且在标记过程中往往会使生物分子(例如抗体和酶)活性丧失,影响其分析效果。而免标记型ECL生物传感器由于避免了探针标记,能够提高ECL分析性能,因此开发一类避免传统ECL标记弊端和不足的免标记型ECL生物传感器分析方法就显得特别必要。故而,本文主要研究了用于金黄色葡萄球菌与铜绿假单胞菌检测的两种免标记型ECL生物传感器:(1)基于免疫球蛋白G和Protein A特异性结合作用的金黄色葡萄球菌ECL生物传感器本文利用免疫球蛋白G(Ig G)的Fc片段与金黄色葡萄球菌细胞壁中的Protein A(SPA)的特异性结合作用,建立了一个用于检测金黄色葡萄球菌的免标记型ECL生物传感器。由于羧基化石墨烯具有较大的比表面积以及良好的电子传输能力,本研究将其与IgG进行标记然后再滴加在玻碳电极表面并用牛血清白蛋白(BSA)进行封闭后制成ECL生物传感器。由于SPA与IgG的Fc段的特异性结合作用,结合在生物传感器上的金黄色葡萄球菌阻碍了ECL界面的电子传递以及ECL活性物质的扩散,结果导致ECL信号减小,进而实现对金黄色葡萄球菌的定量分析。所得线性范围为1.0×103-1.0×109 CFU mL-1,检测限为3.1×102 CFU mL-1。当使用研制的ECL生物传感器进行金黄色葡萄球菌的检测时,整个测定在70 min内即可完成。食品、环境样品和生物样品的加标回收试验显示本研究的回收率在75%-116.7%之间。该方法特异性好、操作简便、制备简单、分析时间短,为病原菌快速筛查提供了新的途径。(2)基于铜绿假单胞菌噬菌体特异性识别作用的铜绿假单胞菌ECL生物传感器本研究选用铜绿假单胞菌噬菌体(PaP1)特异性识别铜绿假单胞菌(PA1)的作用,建立了一个用于检测PA1的免标记型ECL生物传感器。由于羧基化石墨烯具有较大的比表面积以及良好的电子传输能力,本部分也选用羧基化石墨烯作为PaP1的载体,将其与PaP1进行标记然后滴加于玻碳电极表面并用BSA进行封闭后制成ECL生物传感器。由于PaP1对PA1的特异性识别作用,结合在ECL生物传感器表面的PA1阻碍了ECL界面的电子传递以及ECL活性物质的扩散,结果导致ECL信号减小,进而实现对PA1的定量分析。所得线性范围为1.4×102-1.4×106 CFU mL-1,检测限为56 CFU mL-1。当使用研制的ECL生物传感器进行PA1的检测时,整个测定在30 min内即可完成。食品、药品和生物样品的加标回收试验显示本研究的回收率在78.6%-114.3%之间。本工作所制备的ECL生物传感器不需要繁琐的操作过程以及大型的研究所用仪器,操作简单、成本低廉、检测时间短,具备较高的灵敏度和特异性,显示出了较大的应用前景。
【关键词】：电化学发光生物传感器 免标记 羧基化石墨烯 免疫球蛋白G 金黄色葡萄球菌 铜绿假单胞菌 铜绿假单胞菌噬菌体
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R446.5;TP212
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-10
• 主要缩写符号对照表10-11
• 第1章 绪论11-35
• 1.1 电化学发光分析11-13
• 1.1.1 电化学发光概述11-12
• 1.1.2 电化学发光的主要体系和基本原理12-13
• 1.2 纳米材料在电化学发光分析中的应用13-22
• 1.2.1 石墨烯13-16
• 1.2.2 纳米金16-18
• 1.2.3 量子点18-19
• 1.2.4 碳纳米管19-20
• 1.2.5 二氧化硅纳米粒子20-22
• 1.3 电化学发光生物传感器及其类型22-26
• 1.3.1 生物传感器22
• 1.3.2 电化学发光生物传感器22
• 1.3.3 标记型电化学发光生物传感器22-24
• 1.3.4 免标记型电化学发光生物传感器24-26
• 1.4 本文研究思路及创新点26-28
• 参考文献28-35
• 第2章 基于免疫球蛋白G和Protein A特异性结合作用的金黄色葡萄球菌ECL生物传感器35-49
• 2.1 引言35-36
• 2.2 实验部分36-38
• 2.2.1 试剂与仪器36-37
• 2.2.2 细菌的培养、计数和前处理37
• 2.2.3 羧基化石墨烯-猪IgG复合物的制备37
• 2.2.4 金黄色葡萄球菌的荧光染色共聚焦显微镜成像37
• 2.2.5 ECL生物传感器的制备37
• 2.2.6 金黄色葡萄球菌的ECL检测37-38
• 2.3 结果与讨论38-44
• 2.3.1 猪IgG对金黄色葡萄球菌的结合行为38
• 2.3.2 ECL检测原理38-39
• 2.3.3 ECL生物传感器的研究39-40
• 2.3.4 实验条件的优化40-41
• 2.3.5 ECL分析参数41-42
• 2.3.6 特异性考察42-43
• 2.3.7 实际样品检测43-44
• 2.4 结论44-45
• 参考文献45-49
• 第3章 基于铜绿假单胞菌噬菌体特异性识别作用的铜绿假单胞菌ECL生物传感传感器49-61
• 3.1 引言49-50
• 3.2 实验部分50-51
• 3.2.1 试剂与仪器50
• 3.2.2 PA1的培养、计数和前处理50
• 3.2.3 羧基化石墨烯-PaP1复合物的制备50-51
• 3.2.4 ECL生物传感器的制备51
• 3.2.5 PA1的ECL检测51
• 3.3 结果与讨论51-56
• 3.3.1 ECL检测原理51-52
• 3.3.2 ECL生物传感器的研究52-53
• 3.3.3 实验条件的优化53
• 3.3.4 ECL分析参数53-55
• 3.3.5 特异性考察55-56
• 3.3.6 实际样品检测56
• 3.4 结论56-58
• 参考文献58-61
• 致谢61-63
• 发表论文及参加课题一览表63

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