基于纳米复合材料检测体内活性物质的电化学免疫传感新策略

发布时间：2017-08-05 22:17

  本文关键词：基于纳米复合材料检测体内活性物质的电化学免疫传感新策略

  更多相关文章： 电化学免疫传感器 单壁碳纳米管 石墨烯 纳米金 催乳素

【摘要】：生物传感器是一类特殊的传感器,是对生物活性物质(激素、酶、细胞、核酸等)进行识别,并将其信号转化为物理信号,即光、电等信号再通过特殊的仪器进行检测分析。它具有高特异性、高灵敏度和低成本等特点。因其能够在复杂的体系中进行连续监测,便于实现自动化,微型化,因此在临床诊断(如p H计、血气分析仪等)、生物样品的分析研究、食品安全、军事及环境监测等领域得到广泛的运用。对于生物传感器而言,选择合适的表面修饰材料是提高其分析性能的重要途径。纳米材料因其具有独特的物理化学性质(较好的延展性、良好的生物相容性和优越的导电性)被越来越广泛地运用到生物传感器上的修饰。特别是其拥有巨大的比表面积和易修饰性,因而能够增加生物分子的固载量,从而显著地提高生物传感器的灵敏度。基于生物传感器和纳米材料的优势,本文构建了两种类型纳米复合材料修饰的电化学传感器用于体内生物活性物质的检测(以催乳素为例),具体工作如下:1.基于石墨烯/壳聚糖/纳米金复合材料的电化学生物传感器对体内激素-催乳素的检测研究催乳素是人体内一种重要的激素,其在体内的浓度对于诊断泌乳素瘤和区分癫痫和非癫痫上有着重要的意义。在本节研究中,构建了一种石墨烯/纳米金修饰的新型电化学传感器。这种杂化纳米材料不仅为捕获抗体提供了一个合适的环境并能保持它们的活性,而且还能促进电子在固定蛋白和电极之间的传递。在催乳素抗原存在的情况下,一个典型的三明治免疫传感器就构建在电极表面。最后,亲和素化的碱性磷酸酶结合在检测抗体上,从而催化底物而产生电化学信号。在最优的条件下,其浓度在100 pg m L-1到50 ng m L-1范围内成良好的线性,检测下线达到了38.9 pg m L-1(S/N=3),并且其具有良好的特异性和再生性,并成功地运用血清中催乳素的检测。从实验结果可知,本方法所构建的传感器具有优良的性能。2.基于石墨烯-单壁碳纳米管/壳聚糖/纳米金复合材料及抗体包被的纳米金粒子的免疫传感器对体内活性物质催乳素的研究近年来,虽然标记技术已经广泛的运用于免疫传感器的研究。但是大多都是采用“一对一”的模式来放大信号。这种模式不仅未能解决空间位阻的问题而且信号的放大效果也未达到最佳。因此,采用新型的“一对多”模式可能是解决上述问题的根本。本节研究中,构建了一种石墨烯-单壁碳纳米管/壳聚糖/纳米金复合材料的新型电化学免疫传感器。首次将石墨烯-单壁碳纳米管修饰在玻碳电极表面,并利用循环伏安法电沉积纳米金于复合材料上。这种结构为捕获抗体提供了较大的比表面积。基于此结构构建了一种典型的三明治免疫传感器。选取生物素化的DNA和检测抗体修饰的功能化的纳米金粒子作为信号放大的元件。最终,通过结合在DNA上碱性磷酸酶催化底物α-萘基磷酸盐产生电化学信号。在最优的条件下,催乳素在50到3200 pg m L-1范围内成良好的线性关系,检测线达47 pg m L-1(S/N=3),并且其具有良好的特异性和再生性,且这种方法也可以作为除了催乳素之外的其他体内活性小分子的检测。
【关键词】：电化学免疫传感器 单壁碳纳米管 石墨烯 纳米金 催乳素
【学位授予单位】：重庆医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R446.6;TP212.3
【目录】：

• 英汉缩略语名词对照4-5
• 中文摘要5-8
• 英文摘要8-11
• 第一章 基于石墨烯/壳聚糖/纳米金复合材料的电化学生物传感器对体内激素-催乳素的检测研究11-24
• 前言11-13
• 1 实验部分13-14
• 2 结果与讨论14-20
• 3 小结20
• 参考文献20-24
• 第二章 基于石墨烯-单壁碳纳米管/壳聚糖/纳米金复合材料及抗体包被的纳米金粒子的免疫传感器对体内生物活性物质催乳素的检测研究24-40
• 前言24-25
• 1 实验部分25-27
• 2 结果与讨论27-35
• 3 小结35
• 参考文献35-40
• 全文总结40-41
• 文献综述 利用纳米结构标记的三明治免疫传感器及免疫方法41-69
• 参考文献55-69
• 致谢69-70
• 攻读硕士期间发表的文章和申请的基金70

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本文编号：627195