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纳米材料应用于电流型癌胚抗原和人绒毛促性腺激素免疫传感器的研究

作　者: 吕萍
导　师: 袁若
学　校: 西南大学
专　业: 分析化学
关键词: 癌胚抗原免疫传感器纳米金多壁碳纳米管人绒毛膜
分类号: TP212.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

电化学免疫传感器是将电化学分析方法与免疫学技术相结合而构建的一类生物传感器,具有灵敏度高,分析速度快,操作简单,价格低廉及选择性好等优点,在生物分析、临床诊断、环境监测等领域得到了广泛的应用。传感器的性能主要取决于生物活性物质的固定方法和材料,电化学免疫传感器研究中的关键是如何将生物活性组分有效地固定在电极表面。纳米材料具有比表面积大、吸附力强、生物相容性好等特性。本文将纳米金、纳米铂、碳纳米管等纳米材料应用于免疫传感器,制备了一系列的电化学免疫传感器。并对免疫传感器的组装过程进行了表征,以及研究了传感器的性能,结果表明,本文制备的传感器在一定的程度上改善了传感器的灵敏度和稳定性,并且本文采用制备方法简单,操作简便。本论文主要从以下几方面开展研究工作：1.基于普鲁士蓝纳米复合膜及纳米金修饰的癌胚抗原免疫传感器研究利用CS和PDDA保护PB,并将具有空心管状结构的碳纳米管作为PB的载体,可提高作为媒介体的PB固定量、稳定性并改善其电子的传递。将功能化的MWNTs-CS-PDDA-PB复合膜修饰于玻碳电极表面。再利用CS的氨基的结合作用和PDDA的静电作用结合具有大的比表面积、较强的吸附力以及良好生物相容性等优点的纳米金。然后再利用纳米金吸附抗体,制得了一种性能优良的电流型CEA免疫传感器。该传感器制备方法简单、成本低、灵敏度高、稳定性好以及线性范围宽等特点。2.基于纳米金与二茂铁-功能化的壳聚糖合物固定癌胚抗原的电流型免疫传感器研究利用EDC和NHS将L-Cys与Fc-COOH交联,并进一步将L-cys@Fc交联到壳聚糖上,从而制备出的功能化的壳聚糖复合物既具有氧化还原活性又有活性基团(氨基和巯基),再利用活性基团(氨基和巯基)与纳米金的键合作用将纳米金吸附到电极表面,最后利用纳米金吸附抗体,制成以纳米金-功能化壳聚糖生物复合膜为基质的癌胚抗原免疫传感器。同时,利用GOD代替BSA作为封闭剂放大响应信号。该免疫传感器对癌胚抗原的检测线性范围为0.05～100 ng/mL,检测限为0.02 ng/mL。3.基于纳米铂与酶作为二抗标记物的电流型免疫传感器的研究利用铂纳米粒子和辣根过氧化物酶作为信号放大标记物标记二抗,构建了夹心式电流型免疫传感器。利用功能化的MWNTs和纳米金作为固载基质来固定抗体,可增大电极的比表面积,从而提高抗体的固定量,并且改善电极表面和生物分子间的电子传输能力。采用双抗体夹心免疫分析模式,将HRP和纳米铂标记的二抗结合到电极上,即制得免疫传感器,该免疫传感器利用铂纳米粒子和HRP的同时对H2O2催化放大作用,有效放大电流响应信号,提高免疫传感器的灵敏度。此外,该免疫传感器具有良好的选择性、重现性和稳定性。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-9
第1章绪论  9-15
  1.1 免疫传感器  9-10
    1.1.1 免疫传感器简介  9
    1.1.2 免疫传感器工作原理  9
    1.1.3 电化学免疫传感器  9-10
    1.1.4 电流型免疫传感器的检测原理  10
  1.2 纳米材料概述  10-14
    1.2.1 纳米颗粒  10-11
    1.2.2 纳米微管  11-12
    1.2.3 复合纳米材料  12-14
  1.3 本论文研究思路  14-15
第2章基于普鲁士蓝纳米复合膜及纳米金修饰的癌胚抗原免疫传感器研究  15-23
  2.1 实验部分  15-17
    2.1.1 仪器和试剂  15-16
    2.1.2 MWNTs-CS-PDDA-PB纳米复合物的制备  16
    2.1.3 免疫电极的制备  16
    2.1.4 检测方法  16-17
  2.2 结果与讨论  17-21
    2.2.1 电极修饰过程的表征  17-19
    2.2.2 实验条件的优化  19-20
    2.2.3 免疫传感器的响应特性  20-21
    2.2.4 传感器的稳定性、选择性和重现性  21
    2.2.5 回收测定  21
  2.3 结论  21-23
第3章基于纳米金与二茂铁-功能化的壳聚糖复合物固定癌胚抗原的电流型免疫传感器研究  23-30
  3.1 实验部分  23-25
    3.1.1 试剂和仪器  23-24
    3.1.2 L-半胱氨酸@羧基二茂铁-壳聚糖复合物(Fc@CSSH)的制备  24
    3.1.3 修饰电极的制备  24
    3.1.4 检测方法  24-25
  3.2 结果与讨论  25-29
    3.2.1 电极修饰过程的电化学表征  25-26
    3.2.2 免疫传感器的信号放大作用  26
    3.2.3 实验条件优化  26-28
    3.2.4 免疫传感器的响应特性  28-29
    3.2.5 传感器的稳定性、选择性和重现性  29
  3.3 结论  29-30
第4章基于纳米铂与酶作为二抗标记物的电流型免疫传感器的研究  30-36
  4.1 实验部分  30-31
    4.1.1 试剂与仪器  30
    4.1.2 HRP-Pt-Ab_2的制备  30-31
    4.1.3 免疫传感器的制备  31
    4.1.4 双抗体夹心法测定过程  31
  4.2 结果与讨论  31-35
    4.2.1 传感器制备过程的电化学特性  31-32
    4.2.2 免疫电极的信号放大作用  32-33
    4.2.3 实验条件的优化  33-34
    4.2.4 免疫传感器的响应特性  34-35
    4.2.5 免疫传感器的再生性  35
    4.2.6 免疫传感器的稳定性和重现性  35
  4.3 结论  35-36
参考文献  36-41
作者部分相关论文题录  41-42
致谢  42

纳米材料应用于电流型癌胚抗原和人绒毛促性腺激素免疫传感器的研究

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