SECM的产生收集模式检测小鼠免疫球蛋白IgG
发布时间：2021-07-12 02:31
基于扫描电化学显微镜（SECM）产生收集模式,开展小鼠免疫球蛋白IgG（作为抗原）检测研究.利用分子自组装的方式,以硫辛酸为媒介,利用金与硫的键合作用以及羧基与氨基的化学反应将羊抗鼠抗体修饰在金电极上,辣根过氧化氢酶（HRP）标记的小鼠抗原与未标记的小鼠抗原再通过竞争与有限的抗体位点结合,完成小鼠抗原检测平台的搭建.HRP与过氧化氢（H2O2）的催化反应使得对苯二酚（H2Q）被氧化为对苯醌（BQ）,BQ在探针上被还原.利用逼近曲线,通过记录加入不同浓度比的小鼠抗原混合液时探针上还原电流的变化来进行待测物（小鼠抗原）的检测,结果表明,小鼠免疫球蛋白IgG在1～1 000 pg·mL-1浓度范围内,探针电流与浓度的变化呈线性关系,检测限为0.1 pg·mL-1.
【文章来源】：安徽大学学报(自然科学版). 2020,44(01)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
基底小鼠抗原检测平台搭建示意图
选用小鼠免疫球蛋白mouse IgG作为研究对象,利用扫描电化学显微镜的基底产生/探针收集模式对其进行检测.首先利用分子的自组装等方法将HRP标记的小鼠抗原和未标记的小鼠抗原固定在基底电极上[14,17-18].在1 mmol·L-1对苯二酚(H2Q)溶液中加入40 μL 5 mmol·L-1过氧化氢溶液,辣根过氧化氢酶(HRP)在过氧化氢(H2O2)存在的条件下将对苯二酚(H2Q)氧化为对苯醌(BQ),根据逼近曲线的实验原理[19],将探针电位设置为对苯醌(BQ)的还原电位,探针不断向基底电极靠近,可以检测到BQ在探针上还原产生的电流信号,如图1所示.由于在自组装的过程中,加入的羊抗鼠抗体的数目是少于小鼠抗原和HRP标记的小鼠抗原数目之和的,因此,两种抗原需要竞争有限的结合位点,当反应时间足够长时,两者最终在基底电极上所占据的位点数目之比应与小鼠抗原混合液中两者的数目之比相同.利用这一竞争反应,在实验中通过固定HRP标记抗原的浓度,不断减小未标记抗原的浓度,使得基底电极中HRP的数目增加,更多的BQ在探针上被还原.若被检测物(即小鼠抗原)的浓度越低,相应电流信号却越大;同时由于不加入H2O2时,没有BQ生成,探针检测不到有效的还原电流,即背景电流为零,有效降低了小鼠抗原的检出限.实验中主要使用的实验方法是逼近曲线法,它通过收集探针向基底电极靠近过程中电流的变化对基底电极的性质进行研究.此外,为了对实验所得的数据进行比较和分析,排除其他因素的干扰,对逼近曲线的所有实验数据均进行归一化处理,横坐标为探针与基底之间的距离d与探针的半径a的比值,纵坐标探针电流IT=iT/iT∞(iT是探针检测的实际电流,iT∞是稳态电流),后文中探针电流均为归一化计算后的相对电流.
图3是在5 mmol·L-1 K3[Fe(SCN)6]溶液中,直径为15 μm的Pt 电极在直径3 mm Au基底电极修饰过程的逼近曲线示意图,探针电位为-0.4 V,溶液中Fe3+在探针上被还原为Fe2+.理论上,当探针与基底的距离在几个探针半径的范围内,探针靠近绝缘界面,由于绝缘体阻碍了Fe3+的扩散,探针电流随着探针与基底距离的减小而减小,但距离接近零时,探针电流也无限趋向于零;而在导体界面,由于电子隧穿效应的存在,探针不断靠近导体界面时电流会随之增大.图3的曲线a是探针在金界面的逼近曲线,探针不断向金界面逼近,电流逐渐增大,曲线b～e都表现出与绝缘体类似的性质,但是与真正的绝缘体仍具有一定的差异,实验结果与理论和文献报道符合[21].其中,曲线b是修饰硫辛酸后金电极的逼近曲线,可以观察到探针电流随着探针与基底距离的减小而减小,表明硫辛酸分子在金电极表面形成了有序的分子膜,具有一定的阻碍扩散作用,但是基底电极依旧存在部分裸露的金界面,所以探针与基底距离接近零的位置,探针电流约为稳态电流的一半;曲线c是在硫辛酸修饰的基础上,再修饰羊抗鼠抗体(Ab)的逼近曲线,在距离约为零的位置,探针电流(ITmin=iTmin/iT∞)等于0.32,基底的导电性进一步变差,曲线d是用BSA封闭裸露金界面后的逼近曲线,由于基底的导电部分继续减少,所以在接近基底电极的位置,ITmin从0.3(曲线c)减小到0.24,曲线e是修饰有小鼠抗原(Ag)的逼近曲线,探针在修饰电极表面的电流减小到0.17,修饰分子数目增加,基底电极更接近绝缘体的理论值.
【参考文献】：
期刊论文
[1]高灵敏小鼠免疫球蛋白IgG的ELISA检测方法的构建[J]. 宋秀春,汤迎春,杨夏. 河北北方学院学报(自然科学版). 2017(08)
[2]空间稳定的SERS标记金纳米棒探针用于免疫检测[J]. 卢军军,郭红燕,王维钰,潘建高,胡家文. 化学学报. 2012(01)
[3]免疫纳米金共振散射光谱探针检测痕量免疫球蛋白A[J]. 蒋治良,王娜,梁爱惠. 化学学报. 2008(09)
博士论文
[1]扫描电化学显微镜测定单细胞内的过氧化物酶和纳米电极的应用[D]. 王晓蕾.山东大学 2003
硕士论文
[1]免疫球蛋白G的免疫纳米金催化共振散射光谱分析[D]. 张声森.广西师范大学 2008
本文编号：3279011
【文章来源】：安徽大学学报(自然科学版). 2020,44(01)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
基底小鼠抗原检测平台搭建示意图
选用小鼠免疫球蛋白mouse IgG作为研究对象,利用扫描电化学显微镜的基底产生/探针收集模式对其进行检测.首先利用分子的自组装等方法将HRP标记的小鼠抗原和未标记的小鼠抗原固定在基底电极上[14,17-18].在1 mmol·L-1对苯二酚(H2Q)溶液中加入40 μL 5 mmol·L-1过氧化氢溶液,辣根过氧化氢酶(HRP)在过氧化氢(H2O2)存在的条件下将对苯二酚(H2Q)氧化为对苯醌(BQ),根据逼近曲线的实验原理[19],将探针电位设置为对苯醌(BQ)的还原电位,探针不断向基底电极靠近,可以检测到BQ在探针上还原产生的电流信号,如图1所示.由于在自组装的过程中,加入的羊抗鼠抗体的数目是少于小鼠抗原和HRP标记的小鼠抗原数目之和的,因此,两种抗原需要竞争有限的结合位点,当反应时间足够长时,两者最终在基底电极上所占据的位点数目之比应与小鼠抗原混合液中两者的数目之比相同.利用这一竞争反应,在实验中通过固定HRP标记抗原的浓度,不断减小未标记抗原的浓度,使得基底电极中HRP的数目增加,更多的BQ在探针上被还原.若被检测物(即小鼠抗原)的浓度越低,相应电流信号却越大;同时由于不加入H2O2时,没有BQ生成,探针检测不到有效的还原电流,即背景电流为零,有效降低了小鼠抗原的检出限.实验中主要使用的实验方法是逼近曲线法,它通过收集探针向基底电极靠近过程中电流的变化对基底电极的性质进行研究.此外,为了对实验所得的数据进行比较和分析,排除其他因素的干扰,对逼近曲线的所有实验数据均进行归一化处理,横坐标为探针与基底之间的距离d与探针的半径a的比值,纵坐标探针电流IT=iT/iT∞(iT是探针检测的实际电流,iT∞是稳态电流),后文中探针电流均为归一化计算后的相对电流.
图3是在5 mmol·L-1 K3[Fe(SCN)6]溶液中,直径为15 μm的Pt 电极在直径3 mm Au基底电极修饰过程的逼近曲线示意图,探针电位为-0.4 V,溶液中Fe3+在探针上被还原为Fe2+.理论上,当探针与基底的距离在几个探针半径的范围内,探针靠近绝缘界面,由于绝缘体阻碍了Fe3+的扩散,探针电流随着探针与基底距离的减小而减小,但距离接近零时,探针电流也无限趋向于零;而在导体界面,由于电子隧穿效应的存在,探针不断靠近导体界面时电流会随之增大.图3的曲线a是探针在金界面的逼近曲线,探针不断向金界面逼近,电流逐渐增大,曲线b～e都表现出与绝缘体类似的性质,但是与真正的绝缘体仍具有一定的差异,实验结果与理论和文献报道符合[21].其中,曲线b是修饰硫辛酸后金电极的逼近曲线,可以观察到探针电流随着探针与基底距离的减小而减小,表明硫辛酸分子在金电极表面形成了有序的分子膜,具有一定的阻碍扩散作用,但是基底电极依旧存在部分裸露的金界面,所以探针与基底距离接近零的位置,探针电流约为稳态电流的一半;曲线c是在硫辛酸修饰的基础上,再修饰羊抗鼠抗体(Ab)的逼近曲线,在距离约为零的位置,探针电流(ITmin=iTmin/iT∞)等于0.32,基底的导电性进一步变差,曲线d是用BSA封闭裸露金界面后的逼近曲线,由于基底的导电部分继续减少,所以在接近基底电极的位置,ITmin从0.3(曲线c)减小到0.24,曲线e是修饰有小鼠抗原(Ag)的逼近曲线,探针在修饰电极表面的电流减小到0.17,修饰分子数目增加,基底电极更接近绝缘体的理论值.
【参考文献】：
期刊论文
[1]高灵敏小鼠免疫球蛋白IgG的ELISA检测方法的构建[J]. 宋秀春,汤迎春,杨夏. 河北北方学院学报(自然科学版). 2017(08)
[2]空间稳定的SERS标记金纳米棒探针用于免疫检测[J]. 卢军军,郭红燕,王维钰,潘建高,胡家文. 化学学报. 2012(01)
[3]免疫纳米金共振散射光谱探针检测痕量免疫球蛋白A[J]. 蒋治良,王娜,梁爱惠. 化学学报. 2008(09)
博士论文
[1]扫描电化学显微镜测定单细胞内的过氧化物酶和纳米电极的应用[D]. 王晓蕾.山东大学 2003
硕士论文
[1]免疫球蛋白G的免疫纳米金催化共振散射光谱分析[D]. 张声森.广西师范大学 2008
本文编号：3279011
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