基于不同信号标签的电化学传感器构建及对LAG-3与ZEA的检测研究

发布时间：2020-06-04 12:51

【摘要】：淋巴细胞活化基因-3(LAG-3)作为一种最新发现的肿瘤标志物,优先在多种肿瘤亚型与外周中表达,对肿瘤早期诊断有重要价值。玉米赤霉烯酮(ZEA)通过真菌污染和水的传播,可诱导细胞凋亡,损伤DNA,从而对身体各个系统造成毒害。研发出一种具有高灵敏度和特异性的方法,不仅可以用于既可以检测真菌毒素类的小分子物质,又可用于检测蛋白质类的大分子物质至关重要。电化学免疫传感器是将电化学技术与免疫技术相结合的一种新分析方法,该方法具有高灵敏性、反应时间迅速、成本低、操作简便等优点,且可用于现场快速检查。重要的是可通过改变修饰物质,实现既可以检测真菌毒素,又能检测蛋白质等大分子物质。由此本文通过运用不同免疫机制,构建新型电化学免疫传感器,实现对肿瘤标志物和真菌毒素的快速精准检测。课题的主要研究内容和结果如下:一、基于中空纳米骨架/AuPt合金的信号降低型电化学免疫传感器用于灵敏检测LAG-3蛋白首次将中空纳米金属有机骨架(HNM)复合材料用于信号降低型电化学免疫传感器,超敏感定量检测淋巴细胞活化基因-3(LAG-3)蛋白。利用SiO_2标记的抗LAG-3抗体(SiO_2-Ab_2)和生物素-链霉素(SA)抗生物素蛋白系统,实现传感器信号双重放大。将负载二氧化锡的还原氧化石墨烯(rGO-SnO_2)与金铂合金(AuPt)结合后,修饰到金属有机框架(MOFs)表面,合成rGO-SnO_2/HNMs/AuPt作为基底。SiO_2-Ab_2作为信号减小的标签,具有大的空间位阻属性。抗体和抗原之间特异性识别后可用于提高电化学差值,从而提高传感器的灵敏度。在这种信号递减型传感器中,可实现极低浓度的目标物检测。在最合适的实验条件下,构建的电化学免疫传感器待测物与电化学信号成反比关系,展现出灵敏度高(最低检测限1.1 pg mL~(-1))、重现性与稳定性好、特异性强以及检测范围宽(0.01 ng m~-11 to 1μg mL~(-1))等特点。同时可将构架的超灵敏生物传感器用于早期临床肿瘤诊断中LAG-3蛋白的检测。二、基于羧基化多壁碳纳米管/壳聚糖电化学传感器高灵敏检测谷物和饲料中的玉米赤霉烯酮利用牛血清蛋白修饰的玉米赤霉烯酮(ZEA-BSA)共价结合壳聚糖修饰的羧基化的多壁碳纳米管(cMWCNTs/Chit),然后将ZEA-BSA与待测浓度ZEA间接竞争过量的抗体ZEA。二抗是标有碱性磷酸酶的兔抗人IgG,酶将底物1-萘基磷酸盐分解产生1-萘酚,从而在工作电压0.3 V时产生电化学信号。与传统相比方法,构建的免疫传感器表现出较高水平敏感。在最佳的实验条件下,这种免疫测定可以定量10pg·mL~(-1)至1000 ng·mL~(-1)浓度的ZEA,最低检测限为4.7 pg·mL~(-1)且检测灵敏度高,电阻率为0.51μA·μM~(-1)·cm~(-2)。与现有的技术相比,本研究所构建的信号竞争免疫传感器特异度好、灵敏度高、成本较低、操作简便,检测周期短,并能适用于实际样品的检测,有望成为具有实际应用价值的检测ZEA的方法。
【图文】：

图 1.1 A: rGO-SnO2/HNMs/AuPt 制备过程 B: SiO2-Ab2制备过程C:电化学免疫传感器检测过程示意图reparation of rGO-SnO2/HNMs/AuPt: B: Preparation of SiO2-Ab2: C: Sillustration of the stepwise assembly procedure of the sandwich

1.4A: SiO2的 SEM 图像 B: UV-vis 光谱 Ab2(a), SiO2(b), and SiO2-Ab 1.4 (A) SEM of SiO2(B) UV-vis spectrums ofAb2(a), SiO2(b), and SiO2-修饰电极的电化学表征
【学位授予单位】：重庆医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP212.2;R446.6

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本文编号：2696419