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碳纳米管信号放大技术与组装型高灵敏度生物传感器的研究

作　者: 陈欢
导　师: 吴起；林贤福
学　校: 浙江大学
专　业: 分析化学
关键词: 碳纳米管层层自组装静电作用生物亲和作用葡萄糖癌胚抗原
分类号: TP212.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

论文主要研究了碳纳米管(CNTs)信号放大技术,发展了不同方法构建功能化生物分子固定界面,构筑了高灵敏的电化学生物传感器。实验采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电化学分析技术对电极的组装功能界面进行了表征；探讨了其在生物分析方面的应用。本文开展了如下工作：1.利用聚电解质功能化的CNTs以层层自组装的方法构筑了双酶多层膜电极用于葡萄糖的检测。多层膜电极通过CNTs和辣根过氧化物酶(HRP)的静电作用以及抗刀豆蛋白(ConA)和葡萄糖氧化酶(GOD)的生物亲和作用层层组装构筑。电极对于葡萄糖有良好的响应,线性范围为2.0×10-6～1.7×10-4 mol L-1,检测限为2.5×10-7mol-1。此生物传感器可用于血清中葡萄糖的检测。2.通过静电和生物亲和作用在CNTs上固定HRP和HRP-Ab2,构筑信号放大探针。HRP及HRP-Ab2以层层组装的方式通过与ConA之间的生物亲和作用被固定在聚电解质修饰的CNTs上。由于大量HRP被固定在探针上,所制备的探针具有良好免疫活性,并有信号放大作用。3.利用HRP标记的信号放大探针构筑了一种夹心式免疫传感器用于癌胚抗原(CEA)的检测。在Au电极上化学吸附上高度有序的半胱氨酸自组装单分子膜,用于固定Ab1。电极对CEA检测线性范围为0.05-5 ng mL-1和5-200 ng mL-检测限为0.018 ng mL-1,可用于实际血清样品的检测。

全文目录

致谢  6-7
摘要  7-8
Abstract  8-10
目录  10-13
第一章绪论  13-17
  1.1 选题依据及意义  13-14
  1.2 本论文主要研究工作  14-15
  参考文献  15-17
第二章生物传感器的研究热点  17-54
  2.1 生物传感器的概述  17-18
  2.2 热点一:生物活性物质的固定方法  18-26
    2.2.1 吸附固定法  18-20
    2.2.2 共价固定法  20-23
    2.2.3 包埋固定法  23-25
    2.2.4 生物定向固定法  25-26
    2.2.5 其他固定方法  26
  2.3 热点二:生物传感器中的信号放大标记物  26-31
    2.3.1 生物酶  26-28
    2.3.2 发光标记物  28-30
    2.3.3 电活性物质  30
    2.3.4 核酸适体等  30-31
  2.4 热点三:纳米材料设计与高灵敏度生物传感器的构筑  31-40
    2.4.1 碳纳米管催化及固定生物分子构筑传感器  32-34
    2.4.2 金属纳米粒子标记及固定生物分子构筑传感器  34-37
    2.4.3 其他纳米材料在传感器构筑中的应用  37-39
    2.4.4 纳米复合材料在传感器构筑中的应用  39-40
  2.5 总结—生物传感器的发展趋势  40-42
  参考文献  42-54
第三章 CNTs信号放大与HRP/GOD双酶传感器的研究  54-70
  3.1 实验部分  54-56
  3.2 (PAH-CNTs/HRP)_n/(ConA/GOD)_n多层膜的性质研究  56-59
    3.2.1 (PAH-CNTs/HRP)_n/(ConA/GOD)_n多层膜的组装  56-57
    3.2.2 (PAH-CNTs/HRP)_n/(ConA/GOD)_n多层膜的表征  57-59
  3.3 (PAH-CNTs/HRP)_n/(ConA/GOD)_n多层膜电极检测葡萄糖  59-66
    3.3.1 (PAH-CNTs/HRP)_n/(ConA/GOD)_n多层膜电极检测条件的优化  59-63
    3.3.2 (PAH-CNTs/HRP)_n/(ConA/GOD)_n多层膜电极对葡萄糖的检测  63-64
    3.3.3 (PAH-CNTs/HRP)_n/(ConA/GOD)_n多层膜电极的稳定性和抗干扰性  64-65
    3.3.4 (PAH-CNTs/HRP)_n/(ConA/GOD)_n多层膜电极对血清中葡萄糖的检测  65-66
  3.4 小结  66-68
  参考文献  68-70
第四章基于CNTs固定的酶标记信号放大探针的构筑  70-83
  4.1 实验部分  71
  4.2 基于CNTs固定的酶标记探针构筑  71-74
    4.2.1 抗体活性的验证—ELISA  71-72
    4.2.2 基于CNTs固定酶标记探针的共价法构筑  72-73
    4.2.3 基于CNTs固定酶标记探针的组装法构筑  73-74
  4.3 基于CNTs固定酶标记探针与HRP-Ab_2活性的比较  74-75
    4.3.1 购买的Ab_1和HRP-Ab_2活性验证  74
    4.3.2 CNTs固定酶标记探针共价法与组装法活性比较  74-75
  4.4 CNTs/PDDA/HRP/ConA/HRP-Ab_2探针的研究  75-81
    4.4.1 CNTs/PDDA/HRP/ConA/HRP-Ab_2探针的表征  75-77
    4.4.2 CNTs/PDDA/HRP/ConA/HRP-Ab_2探针制备条件的优化  77-79
    4.4.3 CNTs/PDDA/HRP/ConA/HRP-Ab_2探针活性的检测—ELISA法  79-80
    4.4.4 CNTs/PDDA/HRP/ConA/HRP-Ab_2探针平行性和稳定性的考察  80-81
  4.5 小结  81-82
  参考文献  82-83
第五章 CNTs酶标记探针在夹心式免疫传感器中的应用  83-97
  5.1 实验部分  83-85
  5.2 酶催化夹心式免疫电极的研究  85-88
    5.2.1 酶催化夹心式免疫电极的构筑  85
    5.2.2 酶催化夹心式免疫电极自组装过程的电化学表征  85-87
    5.2.3 酶催化夹心式免疫电极检测机理  87-88
  5.3 酶催化夹心式免疫电极检测CEA  88-94
    5.3.1 酶催化夹心式免疫电极检测条件的优化  89-92
    5.3.2 酶催化夹心式免疫电极对CEA的检测  92
    5.3.3 酶催化夹心式免疫电极的选择性、重现性和稳定性  92-93
    5.3.4 实际样品的检测  93-94
  5.4 小结  94-95
  参考文献  95-97
第六章总结及展望  97-99
作者简介及攻读硕士期间科研成果  99

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