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无标记阻抗型AFB1免疫传感器的研究

作　者: 吴宁宁
导　师: 曹立新
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 化学工程与技术
关键词: 黄曲霉素B1 无标记阻抗型免疫传感器聚邻苯二胺修饰电极电化学阻抗谱
分类号: TP212
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文概述了免疫传感器和修饰电极的研究进展及其应用,分析了AFB1的检测方法的优缺点,主要是研究了“链状”聚邻苯二胺（PoPD）修饰电极和AFB1免疫传感器的制备条件,并采用电化学阻抗谱（EIS）法对AFB1进行了定量检测,取得了良好的检测效果。首先,采用循环伏安法制备PoPD修饰电极,研究表明在0.05 mol /L o-PD + 1 mol /L H2SO4电聚合溶液中,-600 mV 1000 mV的电位范围下,以50 mV/s扫描速率,循环30周可以得到含有大量氨基-NH2的“链状”结构的PoPD膜。该膜不仅具有良好的渗透选择性能,可以使H+选择渗透进入膜内,而且对H+/H的氧化还原反应具有催化作用。然后,基于PoPD修饰电极,研究了AFB1免疫传感器的制备条件和AFB1抗原的固定条件。结果表明在25℃下,戊二醛的交联、anti-AFB1纯化抗体的固定和小牛血清的封闭,三者的操作时间应为45 min;80%PBS + 20%甲醇作为反应溶液,pH=7.40,结合温度为30℃可以获得最大的AFB1抗原固定量。其次,对AFB1免疫传感器的组装过程中发生的反应进行了研究。戊二醛与PoPD/Au电极进行交联和抗体固定时,戊二醛的两个醛基-CHO分别与PoPD的氨基-NH₂以及抗体免疫球蛋白的残余氨基-NH₂发生了席夫碱反应,形成了稳定的Ar-N=C（CH₂）₃C=N-R结构,从而将抗体固定在了电极表面,形成了具有分子识别功能的AFB1免疫传感器。再次,采用EIS法,对AFB1免疫传感器的组装过程进行了电化学表征并构建了分子识别膜的界面模型。PoPD/Au电极表面随着戊二醛交联、anti-AFB1抗体固定及小牛血清封闭的进行,电子传递电阻逐层增大;在进行AFB1抗原的特异性免疫反应时,电子传递电阻随着AFB1的免疫结合量的增加而增大;由于H+的非特异性吸附以及电极表面的不均匀的影响,AFB1免疫传感器的EIS谱图具有明显的“弥散效应”。最后,利用AFB1免疫传感器,采用EIS法对AFB1进行了检测。结果显示,在0.03μg/mL 0.7μg/mL范围内具有两段线性关系。当浓度范围为0.03μg/mL 0.1μg/mL时,线性方程为ΔRP = -5960Ω+ 2.75×10¹¹×cAFB1,R2=0.9946;当浓度范围为0.1μg/mL 0.7μg/mL时,线性方程为ΔRP = 19410Ω+ 2.49×1010×cAFB1,R2 = 0.9807;最低检测限LOD为2.75×10^-8 g/mL。另外,对AFB1免疫传感器免疫传感器的解离液和保存方法进行了优化。研究表明在0.2 mol/L甘氨酸-0.2 mol/L HCl（pH=2.60）中解离,可重复使用10次。AFB1免疫传感器暂时保存时采用湿法保存,采用干法最长保存期限为11天。与同种类型的无标记阻抗型AFB1免疫传感器相比,该方法具有较好的线性度,其最低检测限LOD小于文献报道1×10-7 g/mL。该免疫传感器可重复使用、制备时间短、成本低,具有很大的商业潜力和市场价值。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-24
  1.1 课题背景及研究的目的和意义  10
  1.2 免疫传感器  10-12
  1.3 电化学免疫传感器  12-19
    1.3.1 电化学免疫的原理及特点  12-13
    1.3.2 电化学免疫传感器的分类  13-17
    1.3.3 阻抗型免疫传感器  17-19
  1.4 化学修饰电极  19-21
    1.4.1 化学修饰电极及其修饰方法  19-20
    1.4.2 聚邻苯二胺膜修饰电极  20-21
  1.5 黄曲霉素及其检测方法  21-23
  1.6 主要研究内容  23-24
第2章实验材料及方法  24-31
  2.1 实验药品  24-25
  2.2 实验仪器设备  25
  2.3 实验方法  25-26
    2.3.1 循环伏安法  25-26
    2.3.2 电化学阻抗谱法  26
  2.4 溶液的配制  26-27
  2.5 AFB1 标准液的制备  27-28
    2.5.1 仪器的校正  27-28
    2.5.2 AFB1 标准溶液的制备  28
  2.6 裸金电极的前处理  28-30
    2.6.1 化学方法清洗  29
    2.6.2 电化学方法清洗  29-30
  2.7 AFB1 免疫传感器的制备方案  30-31
第3章 AFB1 免疫传感器的制备  31-46
  3.1 聚邻苯二胺修饰电极的制备及其性质  31-41
    3.1.1 不同聚合溶液对PoPD 性能的影响  31-32
    3.1.2 PoPD 膜的电聚合机理与结构  32-38
    3.1.3 PoPD 膜的电化学性质  38-41
  3.2 AFB1 免疫传感器的制备  41-45
    3.2.1 戊二醛交联时间的优化  41
    3.2.2 抗体的固定时间的优化  41-42
    3.2.3 小牛血清的封闭时间的优化  42-43
    3.2.4 抗原的固定条件的优化  43-44
    3.2.5 结合温度的优化  44-45
  3.3 本章小结  45-46
第4章 AFB1 免疫传感器的应用  46-63
  4.1 AFB1 免疫传感器的表征  46-48
  4.2 氧化还原探针的选择  48-50
  4.3 AFB1 的定量分析  50-58
    4.3.1 测量条件的优化  51-53
    4.3.2 阻抗图谱的分析  53-55
    4.3.3 AFB1 的定量检测  55-58
  4.4 免疫传感器的解离与保存  58-61
    4.4.1 免疫传感器的解离  58-59
    4.4.2 免疫传感器的保存  59-61
  4.5 本章小结  61-63
第5章市场分析及产业化前景  63-66
  5.1 经济成本核算  63-64
  5.2 该方法的优势  64-65
  5.3 本章小结  65-66
结论  66-67
参考文献  67-73
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  73-75
致谢  75

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