分子标记物技术与传感技术结合检测癌胚抗原

发布时间：2019-11-08 06:49

【摘要】：癌胚抗原是一种广谱性的肿瘤标志物,可以反映多种肿瘤的存在。近些年来,作为直肠癌、胃癌、乳腺癌以及肺癌标志物的癌胚抗原,其检测方法的研究越来越受到重视。一般对其进行检测的方法包括血清癌胚抗原检测,病理组织癌胚抗原免疫组化染色,病理组织RT-PCR法检测癌胚抗原mRNA,除此之外还有胃液、腹腔液以及胆汁癌胚抗原含量检测等方式。但很少有利用传感器来检测癌胚抗原浓度的方法,而传感器具有操作简单、检测灵敏的特点,并在现今检测领域有着广泛的应用,因而本文试图构建一种新型的癌胚抗原免疫传感器。此传感器在与癌胚抗原作用后,自身的光电特性会发生变化,可以利用检测传感器光电特性的改变量来反映溶液中癌胚抗原的浓度,以此来探究一种更加高效,更加方便的检测方法。此外,又讨论了一种纳米金修饰方法,通过此方法得到的硫醇化纳米金在与癌胚抗原作用后,相比于未修饰的纳米金,其荧光发射特性的改变与癌胚抗原浓度间有着更具规律性的联系。本文主要包含两方面内容:一是利用制备的硫醇化纳米金与癌胚抗原进行作用,检测作用后体系的荧光发射强度的变化,并探究这种变化与癌胚抗原浓度间的关系;二是构建癌胚抗原免疫传感器,并用以检测癌胚抗原的浓度。(一)用硫醇化的纳米金与癌胚抗原发生相互作用,并探讨在不同的癌胚抗原浓度的条件下,其特性的改变与癌胚抗原浓度间的关系。纳米金粒子是一种常用的纳米材料,具备诸多优良的特性,本实验中,先是利用两种硫醇分别修饰纳米金粒子,得到了两种不同的硫醇化的纳米金,之后分别利用这两种纳米金与不同浓度的癌胚抗原在溶液中发生作用,检测作用后溶液的荧光发射谱图,并在荧光发射强度与癌胚抗原浓度之间寻找相关性。结果表明,修饰后得到的硫醇化纳米金在与癌胚抗原反应后的检测中,荧光发射强度有所增强,特别是正十二硫醇-纳米金,不但荧光发射强度有明显的提高,而且荧光特性的变化与癌胚抗原浓度间具有很好的相关性。由于这两种新型纳米材料是纳米金粒子的衍生物,且具有较好的生物相容性,所以可以与多种生物分子产生作用,故又探讨了它们与癌胚抗原抗体以及原卟啉作用后,其荧光发射特性的改变。(二)构建癌胚抗原免疫传感器,并探究此传感器检测癌胚抗原的实际效果。传感器的构建以及检测原理为,以镀金的ITO导电玻璃为固态基底,表面结合上IgG-Au NPs,癌胚抗原抗体可以特异性结合癌胚抗原,而结合到传感器表面上的癌胚抗原会改变传感器表面的光学以及电化学特性,检测这种变化,并探究变化量与发生作用的癌胚抗原溶液浓度间的关系,结果表明,在癌胚抗原浓度5-80ng/ml的范围内它们间存在着显著的线性关系,这样就可以根据这些特性的改变量来反映此范围内的癌胚抗原浓度的大小。采用了三种方法来表征传感器光电特性的变化,分别是紫外-可见分光光度法、循环伏安法以及电化学阻抗谱法,得到了三条传感器信号与癌胚抗原浓度间的标准曲线。
【图文】：

示意图,生物传感器,示意图

图 1-1[9]所示，生物传感器对生物物质敏感，并能够将其浓度通过敏能器转换为电信号进行检测，它一般是由生物分子作用元件（如固感材料，包括酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸等生物为感受器）与配套的理化换能器（换能器即基础电极或者敏感器，化学的检测元件）以及信号放大装置构成的分析工具或系统。由于术结合了生物、化学、物理、医学、电子技术等多种高新技术，，并相互渗透中成长与发展，因而在生物医学、环境检测、食品、医药等诸多领域中有着重要的应用价值，对其进行的研究具有较大的实14]。

纳米金粒子,纳米金,纳米金溶胶,粒度

图 1-2 不同粒度的纳米金溶胶在纳米金的诸多特性中，粒子的粒度是影响其应用的一个重要的因素。由于更小粒度的纳米金粒子具有更大的比表面，具有更多的结合位点，粒度较小的纳米金已经成为研究的热点。但是，由于表面效应，随着纳米金粒子粒度的减小，其表面的原子数占总原子数的比例也会相应逐渐增加。而大量的表面原子具有巨大的剩余成键能力，从而使得纳米金粒子较易发生团聚、沉淀等现象，直接影响到纳米金粒子的应用。而且上文中也提到通过柠檬酸钠还原法制备的纳米金粒子，由于柠檬酸根与纳米金粒子表面的相互作用力较弱，也不利于纳米金粒子的稳定性。所以须对其进行修饰与保护，以便实现对纳米金粒子更为有效地利用，在修饰的同时还可以为纳米金粒子引进新的作用位点，也可以提高纳米金的性能[21]。目前不同的修饰配体一般分别通过静电作用、形成配位键以及空间位阻效应三种方式来与纳米金发生作用。由于硫醇的巯基可以与纳米金粒子形成稳定的Au-S 配位键(键能约 170kJ/mol)，这种修饰是一种较为稳定的结合方式，而且修饰后的纳米金粒子在生物检测中具有了更好的灵敏度，因而被广泛地应用到生物检
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R730.4

【共引文献】