运用纳米材料构建新型生物传感器特异性检测体内活性物质

发布时间：2017-04-04 13:13

  本文关键词：运用纳米材料构建新型生物传感器特异性检测体内活性物质，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：生物传感器是一类特殊的传感器,是将生物活性物质(酶、抗原、抗体、细胞、核酸等)转换为物理信号,即声、光、电等信号再进行分析检测的仪器。它具有选择性好、灵敏度高、操作简易等特征。固载材料的选择以及生物活性物质的固定方法决定了传感器的性能好坏,因此,将生物活性组分成功固定在电极表面,并保持良好生物活性,是生物传感器在制备和研究过程中关注的焦点。基于此,我们利用氧化石墨烯/普鲁士蓝/氨基傒四甲酸复合物(GO/PB/PTC-NH2)、多壁碳纳米管@壳聚糖复合物(MWCNTs@CS)和纳米空心铂(HPts)、纳米金(AuNPs)等材料作为电极修饰的基底,运用吸附、共价键和以及层层自组装等生物固定方法,构建生物传感器测定体内活性物质葡萄糖和netrin1的含量水平。具体研究工作如下：1.基于氧化石墨烯/普鲁士蓝/傒四甲酸纳米复合膜及纳米空心铂的葡萄糖传感器的研究本研究旨在构建操作简单的葡萄糖传感器,即将合成好的纳米复合物(氧化石墨烯/鲁士蓝/氨基傒四甲酸复合物)直接滴涂在处理好的玻碳电极表面,葡萄糖氧化酶(GOD)通过纳米空心铂的特殊结构而固载到被修饰的玻碳电极表面。这个过程能够防止GOD的渗漏,从而提高传感器的灵敏度和稳定性。我们采用了透射电子显微镜(TEM),傅里叶红外光谱(FT-IR),电化学阻抗(EIS)、循环伏安法(CV),以及计时电流法(CA)对纳米材料的结构以及传感器的性能表征。从实验结果可以看出,本实验构建的安培型葡萄糖传感器显示出响应时间短(5 s内),在0.01±0.06 mM到5.23：±-0.04 mM范围内线性良好,检测限为3.3 mM (S/N=3)。一些潜在的干扰物,如抗坏血酸(AA),L-半胱氨酸(L-Cys),多巴胺(DA)和乙醇,均未对我们的葡萄糖传感器产生明显干扰,表明我们的传感器具有良好的特异性。用于检测人血清中的葡萄糖,传感器所表现出的优良性能主要归功于纳米空心铂大的比表面积和良好的导电性。这种巧妙地将GO/PB/PTC-NH2纳米复合膜结合纳米空心铂的优良特性的方法,增强了葡萄糖传感器的电化学行为,并且可以应用于实际生物样本的分析。2.基于碳纳米管,硫堇和纳米金修饰玻碳电极的netrinl免疫传感器Netrinl,是心血管疾病的一种生物标记物。本实验首次成功地构建了一种基于经预处理过的多壁碳纳米管(p-MWCNTs)和层层自组装方法的新型的和超灵敏的netrin1免疫传感器。这种将具良好导电性的p-MWCNTs和操作简便的层层自组装技术结合起来,使得我们的免疫传感器制备过程简单方便。纳米金颗粒通过与硫堇之间的静电吸附和共轭作用结合到修饰的电极表面。金纳米颗粒不仅可以捕获抗体,而且可以放大电化学信号,因而增加了免疫传感器的灵敏度。我们运用了不同的技术表征材料的特性以及电极构建的各步骤,包括交流阻抗法(EIS),循环伏安法(CV),紫外可见分光光度法(UV-vis),透射电子显微镜(TEM)以及X射线衍射光谱(XRD)。在优化好的实验条件下,该传感器在netrin1浓度为0.09到1800 pg/mL范围内呈良好线性,所得的检测限为0.03 pg/mL (S/N=3)。另外,我们将检测血清样本所得的结果与经典的ELISA结果比较,结果无明显差异。这种满意的结果使得它有望成为临床上检测netrin1的潜在替代方法,从而可以尽可能早的发现动脉粥样硬化的发生。
【关键词】：纳米材料 新型生物传感器 葡萄糖 netrin1
【学位授予单位】：重庆医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R927;TP212.3
【目录】：

• 英汉缩略语名词对照5-6
• 中文摘要6-9
• 英文摘要9-13
• 前言13-17
• 第一章 基于氧化石墨烯/普鲁士蓝/傒四甲酸纳米复合膜及纳米空心铂的葡萄糖传感器的研究17-34
• 1 实验部分18-20
• 2 结果与讨论20-28
• 3 结论28
• 参考文献28-34
• 第二章 基于多壁碳纳米管,硫堇和纳米金修饰玻碳电极的netrin1免疫传感器34-49
• 1. 实验部分35-37
• 2 结果与讨论37-44
• 3 结论44
• 参考文献44-49
• 全文总结49-50
• 文献综述50-55
• 参考文献52-55
• 致谢55-56
• 攻读硕士期间发表论文56

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本文编号：285585