用于检测肿瘤标志物CA242的电化学免疫传感器的构建
发布时间：2021-02-28 01:37
电化学免疫传感器已被广泛应用于临床、环境和食品卫生领域。提高分析的灵敏性和准确度一直是发展电化学免疫传感技术的关键问题。作为肿瘤标志物,糖蛋白抗原24-2（Carbohydrate antigen,CA242）是检测胰腺癌和结直肠癌的一个高准确性和特异性的诊断指标。本论文的研究目的是利用纳米复合材料修饰玻碳电极,建立一种新型的无标签电化学免疫传感器来检测CA242。选择氧化石墨烯（GO）和聚乙烯吡咯烷酮作为掺杂剂,制备高性能还原性氧化石墨烯-金-钯（rGO-Au-Pd）纳米复合材料。用X射线衍射和透射电子显微镜对复合纳米材料进行表征,实验结果充分表明了该材料具有良好的电化学活性和电子转移能力。研究了合成方法、材料浓度、还原周期和pH值对免疫传感器性能的影响。制备的CA242免疫传感器检测范围在0.001 U/mL到10000 U/mL,检测限为1.54×10-3 U/mL,灵敏度为4.24μA(log10CCA242)-1。同时,当免疫传感器在磷酸盐缓冲液和人类血清中检测CA242时,表现出良好的重...
【文章来源】：山东师范大学山东省
【文章页数】：50 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CA242免疫传感器工作原理
山东师范大学学位论文25为了研究CA242免疫传感器的逐层修饰过程，我们采用差分脉冲伏安法将rGO-Au-Pd复合纳米材料的电化学行为在10mMK3[Fe(CN)6]缓冲液中进行了的测量。如图3-1D显示，GO-Au-Pd(b)和rGO-Au-Pd(c)的电流信号明显大于裸GCE(a)产生的电化学信号。rGO-Au-Pd复合纳米材料修饰电极后产生了一个极大的氧化还原峰(c)，这是因为复合纳米材料具有优异的导电性能，能促进电子在电极表面的转移。然而CA242抗体固定在rGO-Au-Pd/GCE后，其氧化还原峰值急剧降低(d)，CA242抗体不具有导电性，在固定后阻碍了电子的传递，增大了电阻。用BSA溶液孵育产生的传感表面以阻断非特异性位点，电流信号再次降低，这也说明了额外的蛋白质阻碍了电子传递，导致了电导的降低(e)。这些结果表明，CA242免疫传感器已经成功制备。图3-1表征了所合成的纳米复合材料的形貌、结构和电化学性能。(A,B)GO(A)和rGO-Au-Pd(B)的透射电镜图像。(C)GO、rGO-Pd和rGO-Au/Pd的X射线衍射图像。(D)在10mMK3[Fe(CN)6]下，分别对裸GCE(a),GO-Au-Pd/GCE(b),rGO-Au-Pd/GCE(c),rGO-Au-Pd-anti-CA242/GCE(d),
山东师范大学硕士学位论文26rGO-Au-Pd-anti-CA242-BSA/GCE(e)进行了差示脉冲伏安法测量。Fig.3-1Characterizationofthemorphology,structure,andelectrochemicalperformanceofthenanocomposites.(A,B)TransmissionelectronmicroscopyimagesofGO(A)andrGO-Au-Pd(B).(C)X-raydiffractionprofilesofGO,rGO-Pd,andrGO-Au/Pd.(D)DifferentialpulsevoltammetrymeasurementsofbareGCE(a),GO-Au-Pd/GCE(b),rGO-Au-Pd/GCE(c),rGO-Au-Pd-anti-CA242/GCE(d),andrGO-Au-Pd-anti-CA242-BSA/GCE(e)obtainedin10mMK3[Fe(CN)6].3.2修饰电极电催化活性的表征我们采用循环伏安法在10mMK3[Fe(CN)6]缓冲液中以50mV/s的扫描速率研究了裸GCE、rGO/GCE、rGO-Pd/GCE和rGO-Au-Pd/GCE的电化学活性。图3-2伏安曲线图可看出，每个材料修饰的电极产生的氧化还原峰都在280和170mV左右；该特征峰的出现是由于铁氰化物在反应体系中的准可逆氧化还原性能所致。裸GCE、rGO/GCE、rGO-Pd/GCE、rGO-Au-Pd/GCE产生的阴极峰分别为82.0、100.9、133.3、142.6μA。AuNPs和PdNPs不仅保留了原有的优异特性，双金属纳米复合材料还反映出更加优异的协同效果，rGO-Au-Pd/GCE表现出最佳的电化学性能。其计算的微观电活性区结果显示rGO-Au-Pd/GCE分别是裸GCE、rGO/GCE、rGO-Pd/GCE的电活性1.74、1.41、1.07倍。由于rGO-Au-Pd纳米复合材料具有良好的导电性和大的表面积，观察到的电活性面积也有所增加。上述结果也充分证明了rGO-Au-Pd纳米复合材料适用于CA242免疫传感器的制备。图3-2测量GCE、rGO/GCE、rGO-Pd/GCE、rGO-Au-Pd/GCE的微观电活性区域。在10mMK3[Fe(CN)6]中以50mV/s的扫描速率记录所示电极产生的循环伏安图。
本文编号：3055112
【文章来源】：山东师范大学山东省
【文章页数】：50 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CA242免疫传感器工作原理
山东师范大学学位论文25为了研究CA242免疫传感器的逐层修饰过程，我们采用差分脉冲伏安法将rGO-Au-Pd复合纳米材料的电化学行为在10mMK3[Fe(CN)6]缓冲液中进行了的测量。如图3-1D显示，GO-Au-Pd(b)和rGO-Au-Pd(c)的电流信号明显大于裸GCE(a)产生的电化学信号。rGO-Au-Pd复合纳米材料修饰电极后产生了一个极大的氧化还原峰(c)，这是因为复合纳米材料具有优异的导电性能，能促进电子在电极表面的转移。然而CA242抗体固定在rGO-Au-Pd/GCE后，其氧化还原峰值急剧降低(d)，CA242抗体不具有导电性，在固定后阻碍了电子的传递，增大了电阻。用BSA溶液孵育产生的传感表面以阻断非特异性位点，电流信号再次降低，这也说明了额外的蛋白质阻碍了电子传递，导致了电导的降低(e)。这些结果表明，CA242免疫传感器已经成功制备。图3-1表征了所合成的纳米复合材料的形貌、结构和电化学性能。(A,B)GO(A)和rGO-Au-Pd(B)的透射电镜图像。(C)GO、rGO-Pd和rGO-Au/Pd的X射线衍射图像。(D)在10mMK3[Fe(CN)6]下，分别对裸GCE(a),GO-Au-Pd/GCE(b),rGO-Au-Pd/GCE(c),rGO-Au-Pd-anti-CA242/GCE(d),
山东师范大学硕士学位论文26rGO-Au-Pd-anti-CA242-BSA/GCE(e)进行了差示脉冲伏安法测量。Fig.3-1Characterizationofthemorphology,structure,andelectrochemicalperformanceofthenanocomposites.(A,B)TransmissionelectronmicroscopyimagesofGO(A)andrGO-Au-Pd(B).(C)X-raydiffractionprofilesofGO,rGO-Pd,andrGO-Au/Pd.(D)DifferentialpulsevoltammetrymeasurementsofbareGCE(a),GO-Au-Pd/GCE(b),rGO-Au-Pd/GCE(c),rGO-Au-Pd-anti-CA242/GCE(d),andrGO-Au-Pd-anti-CA242-BSA/GCE(e)obtainedin10mMK3[Fe(CN)6].3.2修饰电极电催化活性的表征我们采用循环伏安法在10mMK3[Fe(CN)6]缓冲液中以50mV/s的扫描速率研究了裸GCE、rGO/GCE、rGO-Pd/GCE和rGO-Au-Pd/GCE的电化学活性。图3-2伏安曲线图可看出，每个材料修饰的电极产生的氧化还原峰都在280和170mV左右；该特征峰的出现是由于铁氰化物在反应体系中的准可逆氧化还原性能所致。裸GCE、rGO/GCE、rGO-Pd/GCE、rGO-Au-Pd/GCE产生的阴极峰分别为82.0、100.9、133.3、142.6μA。AuNPs和PdNPs不仅保留了原有的优异特性，双金属纳米复合材料还反映出更加优异的协同效果，rGO-Au-Pd/GCE表现出最佳的电化学性能。其计算的微观电活性区结果显示rGO-Au-Pd/GCE分别是裸GCE、rGO/GCE、rGO-Pd/GCE的电活性1.74、1.41、1.07倍。由于rGO-Au-Pd纳米复合材料具有良好的导电性和大的表面积，观察到的电活性面积也有所增加。上述结果也充分证明了rGO-Au-Pd纳米复合材料适用于CA242免疫传感器的制备。图3-2测量GCE、rGO/GCE、rGO-Pd/GCE、rGO-Au-Pd/GCE的微观电活性区域。在10mMK3[Fe(CN)6]中以50mV/s的扫描速率记录所示电极产生的循环伏安图。
本文编号：3055112
本文链接：https://www.wllwen.com/yixuelunwen/zlx/3055112.html
