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基于纳米金微粒为载体的电化学免疫传感器的研究

作　者: 柴荣
导　师: 袁若
学　校: 西南大学
专　业: 分析化学
关键词: 电流型免疫传感器阻抗型免疫传感器纳米金硫脲
分类号: TP212.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

电流及阻抗型电化学免疫传感器是将免疫分析技术与电化学传感器相结合的一种新型免疫分析方法,是基于测量电流、阻抗变化来进行免疫分析的生物传感器。电化学免疫传感器具有灵敏度高、选择性好、易于微型化和自动化等优点,而且可进行在线活体分析,在临床诊断、生物分析、环境监测等领域得到了高度重视和广泛应用。抗原或抗体在敏感膜上的结合或继后的反应引起电流、电极表面阻抗发生改变,而且这种变化与待测物浓度之间存在线性关系。抗原或抗体的固定化方法在电化学免疫传感器研究中具有重要地位,在相当多的场合,对传感器的灵敏度、选择性、响应速度、使用寿命等有着决定性的影响。合适的固定化方法应当满足:（1）抗原或抗体固定化后活性应尽可能少受影响,保证传感器的高灵敏度和高选择性;（2）固定化方法对被测对象的传质阻力小,保证传感器的快速响应;（3）抗原或抗体固定化牢固,不易洗脱,保证传感器有较长的使用寿命。本文结合有效的生物活性组分的固定方法,利用能保持生物分子活性、增大电极比表面积进而增大生物分子负载量的纳米金溶胶来固定抗体,发展了三种新型电流型免疫传感器以及一种无电子媒介体的阻抗型的免疫传感器。1.基于硫脲/纳米金/亚甲基蓝固定的电流型免疫传感器的研究提出了一种新型的基于层层自组装硫脲/纳米金/亚甲基蓝的电流型免疫传感器。采用硫脲通过电聚合的方法组装在玻碳电极表面上,在通过另一端的氨基连接胶体金,再利用静电吸附作用,把带正电荷的亚甲基蓝吸附到电极表面,交替吸附胶体金和亚甲基蓝,最后利用胶体金的高比表面积和强吸附作用增加人绒毛膜促性腺激素抗体（HCG）的固定量,同时借助胶体金优良的生物亲和性保持HCG抗体的活性。通过循环伏安法（CV）、交流阻抗技术（EIS）和扫描电子显微镜（SEM）考察了电极表面的电化学特性,并对该免疫传感器的性能进行了详细的研究。结果表明测定HCG在1.0～100.0 mIU/mL范围内,该免疫传感器有较好的线性响应,相关系数为0.9960,该电极的检测限为0.3 mIU/mL。将该免疫电极用于人体血清的测试,结果与现用的临床方法检测结果有很好的相关性。2.基于邻氨基苯甲酸/亚甲基蓝/纳米金固定的电流型免疫传感器的研究提出了一种新型的基于邻氨基苯甲酸、亚甲基蓝、纳米金制备的乙型肝炎（HBsAg）免疫传感器。首先电聚合邻氨基苯甲酸于玻碳电极表面,使其形成带负电的界面,再将阳离子染料亚甲基蓝通过静电吸附组装到电极表面,然后利用纳米金将乙肝抗体牢牢的固定在电极表面上。采用循环伏安法（CV）对电极的层层自组装过程进行了考察,探讨了pH、温度、扫速等对电极响应的影响。在优化的实验条件下,测定HBsAg在3.0～250 ng/mL范围内,还原峰电流值与浓度呈良好的线性关系,检出限为1.0 ng/mL。结果表明,该传感器响应迅速、选择性好、血清中常见抗原不干扰测定。3.基于层层自组装硫脲/纳米普鲁士蓝/纳米金的电流型免疫传感器的研究提出了一种新型的基于基于层层自组装硫脲/纳米普鲁士蓝/纳米金的电流型免疫传感器。采用静电吸附作用,将硫脲、纳米普鲁士蓝固定在金电极表面,然后采用电化学还原HAuCl₄在电极表面形成一层均匀的纳米金（NG）层,增大电极的比表面积和响应信号,最后通过吸附性能强,生物兼容性好的纳米金层吸附人绒毛膜促性腺激素抗体（HCG）。通过循环伏安法（CV）和扫描电子显微镜（SEM）考察了电极表面的电化学特性,并对该免疫传感器的性能进行了详细的研究。最优实验条件下,用循环伏安法测得的HCG的线性范围为0.2～2.0 mIU/mL和2.0～75.0 mIU/mL,检测限为0.07 mIU/mL。4.基于层层自组装硫脲/纳米金的的阻抗型免疫传感器的研究提出了一种新型的基于层层自组装硫脲/纳米金的无电子媒介体的阻抗型免疫传感器。采用静电吸附作用和共价键合作用将甲胎蛋白抗体固定在多层硫脲/纳米金修饰的金电极表面,利用抗体和不同浓度的抗原反应,可以改变电极界面的电子传导（电阻）,制备了通过阻抗变化来表征AFP的免疫传感器。与单层自组装的硫脲/纳米金膜相比,层层自组装膜具有高度有序、膜性能可控、操作简单、稳定性更高等优点,从而使该阻抗型免疫传感器的灵敏度,线性范围和寿命进一步提高。在优化的实验条件下,测定HCG在5.0 to 300.0 ng/ml的范围内,该免疫传感器交流阻抗R_et的对数值和抗原浓度有较好的线性响应,检测限为1.7 ng/mL。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-9
第1章绪论  9-20
  1.1 免疫传感器的简介  9
  1.2 免疫传感器的分类  9-12
  1.3 免疫传感器的应用及发展趋势  12-13
  1.4 生物分子的固定方法  13-17
  1.5 纳米技术  17-18
  1.6 纳米技术在免疫传感器中的应用  18
  1.7 本论文的主要内容  18-20
第2章基于硫脲/纳米金/亚甲基蓝固定的电流型免疫传感器的研究  20-27
  2.1 实验部分  20-22
  2.2 结果与讨论  22-26
  2.3 结论  26-27
第3章基于邻氨基苯甲酸/亚甲基蓝/纳米金固定的电流型免疫传感器的研究  27-33
  3.1 实验部分  27-28
  3.2 结果与讨论  28-31
  3.3 结论  31-33
第4章基于硫脲/纳米普鲁士蓝/纳米金固定的电流型免疫传感器的研究  33-39
  4.1 实验部分  33-35
  4.2 结果与讨论  35-38
  4.3 结论  38-39
第5章基于硫脲/纳米金固定的阻抗型免疫传感器的研究  39-46
  5.1 实验部分  39-41
  5.2 结果与讨论  41-45
  5.3 结论  45-46
参考文献  46-55
作者部分相关论文题录  55-56
致谢  56

基于纳米金微粒为载体的电化学免疫传感器的研究

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