基于纳米材料的新型癌胚抗原免疫传感器和镉离子适配体传感器的研究
发布时间：2021-11-12 06:32
电化学生物传感器可通过生物分子之间的特异性识别并将其他信号转化为电信号,以实现对目标物质的有效检测。因此,开发即时、灵敏、高效的电化学生物传感器检测样品意义重大。目前许多纳米材料具有高电子传递性能及良好的生物相容性,已广泛应用于生物传感的构建。核酸适配体具有合成简单、无免疫原性以及可有效识别离子靶标等特点,也已广泛应用于传感检测与分析。本论文采用纳米材料分别构建蛋白质传感器与核酸传感器,以满足不同类型的目标物质检测的需要,论文主要研究内容如下:1、基于金标银染信号放大的癌胚抗原电化学传感器的构建开发了一种新型的金标银染电化学免疫传感器,用于癌胚抗原（CEA）的检测。该传感器以Au NPs标记的聚硫堇（PTh-Au）膜修饰玻碳电极为传感检测平台,以Ag@Au连接的二抗（Ag@Au-Ab2）作为免疫标签,当所形成的免疫复合物的Ab2-Au被银染色时,该夹心型生物传感器采用阳极溶出伏安法检测银溶出信号。在优化条件下,传感器的线性校正范围为0.1-120 ng m L-1（R2=0.99856）,检测限为0...
【文章来源】：湖南工业大学湖南省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
金纳米比色法检测Cd2+的策略Figure1-1StrategyforthecolorimetricdetectionofCd2+usingAuNPs
基于纳米材料的新型癌胚抗原免疫传感器和镉离子适配体传感器的研究20胚抗体捕获，再通过金标二抗实现夹心免疫反应，最后通过银染液，对金标二抗进行银染。此时，传感器界面上金标银染的二抗的数量与捕获的癌胚抗原的数量成正比。当使用电化学技术手段（阳极溶出伏安法）检测时，会引起银的溶出。由于癌胚抗原浓度与金标银染的二抗的结合呈现正线性相关性，所以可通过阳极溶出伏安法定量检测样品中癌胚抗原的含量。图2-1基于金标记银染的CEA检测电化学免疫传感器构建示意图Figure2-1Schematicprincipleoftheelectrochemicalimmunosensorbasedongold-labelsilver-stainforCEAdetection2.3结果与讨论2.3.1免疫传感器构建表征传感器构建过程采用差分脉冲伏安法（DPV），并以[Fe(CN)6]4-/3-作为探针对电极逐步修饰过程进行表征。如图2-2所示，与裸露的GCE（曲线b）相比，由于AuNPs和PTh的优异电导率，PTh-Au改性的GCE（曲线a）在0.184V（vsAg/AgCl）下显示出更强的DPV电流响应。但是，在修饰Ab1（曲线c）之后，蛋白质在电极表面形成了电子阻挡层，使得DPV电流响应急剧降低，这表明在电极上成功修饰了Ab1。在将封闭缓冲液滴到电极表面后，DPV电流进一步降低，表明BSA（曲线d）已成功封闭了多余的活性位点。当CEA（曲线e）吸附在传感器上时，DPV峰值电流继续降低，这是因为由CEA形成的蛋白质屏障阻碍了电子在电极表面上的转移，这表明CEA与固定抗体有效识别并结合。最后，
硕士学位论文21接着滴加Ab2-Au（曲线f），使得DPV电流响应进一步下降，这由于Ab2-Au与CEA的免疫反应使蛋白质屏障进一步变大，并进一步阻碍了电子在电极表面的转移。依据上述表征，DPV电流响应的变化证明了PTh-Au，Ab1，BSA，CEA和Ab2-Au成功连续组装到GCE表面。图2-2逐步修饰的玻碳电极在5mMK3[Fe(CN)6]+0.1MKCl+10mMPBS(pH6.8)混合液中DPV图:(a)Au-PTh/GCE；(b)bareGCE；(c)Ab1/Au-PTh/GCE；(d)BSA/Ab1/Au-PTh/GCE；(e)CEA/BSA/Ab1/Au-PTh/GCE；(f)Au-Ab2/CEA/BSA/Ab1/Au-PTh/GCEFigure2-2DPVresponseofstepwisemodificationprocessoftheelectrodein10mM[Fe(CN)6]4-/3-(containing0.1MKCl)-PBS(pH6.8):(a)Au-PTh/GCE；(b)bareGCE；(c)Ab1/Au-PTh/GCE；(d)BSA/Ab1/Au-PTh/GCE；(e)CEA/BSA/Ab1/Au-PTh/GCE；(f)Au-Ab2/CEA/BSA/Ab1/Au-PTh/GCE2.3.2实验参数优化为了获得该免疫传感器最佳的电流响应，一些影响电化学信号的重要因素需要考虑，在此，我们对抗体和抗原的孵育时间、硝酸银的浓度以及银的沉积时间进行了条件优化。2.3.2.1抗原与抗体孵育时间优化为了研究所提出的免疫传感器的最佳条件，对（1）Ab1与CEA和（2）CEA与Ab2-Au之间的免疫反应时间进行了优化。首先，将10μL的120ngmL-1CEA滴在免疫传感器表面，并孵育10-60min。待用PBST小心冲洗后，构建三电极
本文编号：3490359
【文章来源】：湖南工业大学湖南省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
金纳米比色法检测Cd2+的策略Figure1-1StrategyforthecolorimetricdetectionofCd2+usingAuNPs
基于纳米材料的新型癌胚抗原免疫传感器和镉离子适配体传感器的研究20胚抗体捕获，再通过金标二抗实现夹心免疫反应，最后通过银染液，对金标二抗进行银染。此时，传感器界面上金标银染的二抗的数量与捕获的癌胚抗原的数量成正比。当使用电化学技术手段（阳极溶出伏安法）检测时，会引起银的溶出。由于癌胚抗原浓度与金标银染的二抗的结合呈现正线性相关性，所以可通过阳极溶出伏安法定量检测样品中癌胚抗原的含量。图2-1基于金标记银染的CEA检测电化学免疫传感器构建示意图Figure2-1Schematicprincipleoftheelectrochemicalimmunosensorbasedongold-labelsilver-stainforCEAdetection2.3结果与讨论2.3.1免疫传感器构建表征传感器构建过程采用差分脉冲伏安法（DPV），并以[Fe(CN)6]4-/3-作为探针对电极逐步修饰过程进行表征。如图2-2所示，与裸露的GCE（曲线b）相比，由于AuNPs和PTh的优异电导率，PTh-Au改性的GCE（曲线a）在0.184V（vsAg/AgCl）下显示出更强的DPV电流响应。但是，在修饰Ab1（曲线c）之后，蛋白质在电极表面形成了电子阻挡层，使得DPV电流响应急剧降低，这表明在电极上成功修饰了Ab1。在将封闭缓冲液滴到电极表面后，DPV电流进一步降低，表明BSA（曲线d）已成功封闭了多余的活性位点。当CEA（曲线e）吸附在传感器上时，DPV峰值电流继续降低，这是因为由CEA形成的蛋白质屏障阻碍了电子在电极表面上的转移，这表明CEA与固定抗体有效识别并结合。最后，
硕士学位论文21接着滴加Ab2-Au（曲线f），使得DPV电流响应进一步下降，这由于Ab2-Au与CEA的免疫反应使蛋白质屏障进一步变大，并进一步阻碍了电子在电极表面的转移。依据上述表征，DPV电流响应的变化证明了PTh-Au，Ab1，BSA，CEA和Ab2-Au成功连续组装到GCE表面。图2-2逐步修饰的玻碳电极在5mMK3[Fe(CN)6]+0.1MKCl+10mMPBS(pH6.8)混合液中DPV图:(a)Au-PTh/GCE；(b)bareGCE；(c)Ab1/Au-PTh/GCE；(d)BSA/Ab1/Au-PTh/GCE；(e)CEA/BSA/Ab1/Au-PTh/GCE；(f)Au-Ab2/CEA/BSA/Ab1/Au-PTh/GCEFigure2-2DPVresponseofstepwisemodificationprocessoftheelectrodein10mM[Fe(CN)6]4-/3-(containing0.1MKCl)-PBS(pH6.8):(a)Au-PTh/GCE；(b)bareGCE；(c)Ab1/Au-PTh/GCE；(d)BSA/Ab1/Au-PTh/GCE；(e)CEA/BSA/Ab1/Au-PTh/GCE；(f)Au-Ab2/CEA/BSA/Ab1/Au-PTh/GCE2.3.2实验参数优化为了获得该免疫传感器最佳的电流响应，一些影响电化学信号的重要因素需要考虑，在此，我们对抗体和抗原的孵育时间、硝酸银的浓度以及银的沉积时间进行了条件优化。2.3.2.1抗原与抗体孵育时间优化为了研究所提出的免疫传感器的最佳条件，对（1）Ab1与CEA和（2）CEA与Ab2-Au之间的免疫反应时间进行了优化。首先，将10μL的120ngmL-1CEA滴在免疫传感器表面，并孵育10-60min。待用PBST小心冲洗后，构建三电极
本文编号：3490359
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