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基于APTES和蛋白A联合固定化技术的乙肝病毒免疫生物传感器敏感膜的制作研究

作　者: 徐小媛
导　师: 叶学松
学　校: 浙江大学
专　业: 生物医学工程
关键词: APTES硅烷化 定向固定 原子力显微镜(AFM) 免疫传感器
分类号: TP212.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 39次
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内容摘要


稳定、高效的生物微纳免疫传感器在食品领域、环境监测领域及医疗诊断领域的广泛应用。生物传感器敏感膜固定化技术是生物传感器的关键核心技术。传统敏感膜固定方法(吸附法、共价结合法、交联法以及包埋法等)渐趋成熟但普遍存在固定生物分子失活,效价不高的问题。生物大分子定向固定可以提高生物材料固定的有效性,但是却存在牢固性和可重用性差等问题。针对上述问题,本文以乙肝免疫生物传感器敏感膜固定化技术研究为切入点,首先,提出了将传统化学共价结合和生物大分子定向固定化方法结合的生物传感器敏感膜固定化技术,它既利用了化学共价固定法的固定牢固性和特异性,又利用了蛋白八定向固定的抗空间位阻性和有效性高的特性。文中的化学共价修饰采用了能够有效控制修饰的APTES硅烷化固定方法,并实现了对于基底膜性质的有效控制。其次,为进一步提高传感器灵敏度等方面的性能,我们对固定化界面进行了纳米材料的修饰,通过控制材料表面纳米颗粒的大小、性质及反应条件,有效控制了纳米材料的纳米层面上的性质,进而有效利用了修饰材料的纳观效应。为验证上述固定化方法的有效性,我们通过接触角(WC八)傅里叶变换红外线光谱(FTIR)检测等实验方法定性验证了敏感膜的修饰结果,并用原子力显微镜对修饰过程进行了形貌学表征。首先,通过对比分析研究在经过或未经过APTES硅烷化修饰的硅片上固定蛋白八的效果,证明了APTES硅烷化修饰的优越性;其次,分析比较了通过APTES硅烷化纳米颗粒修饰后侨联蛋白A或不侨联蛋白A的两种方法,进一步证明蛋白八对于本固定方法中抗体定向固定,降低空间位阻,提高传感灵敏度的重要性。最后,通过双抗体夹心ELISA方法定性验证了上述联合固定化方法在微量固定抗体情况下的高活性。上述结果表明了通过将联合固定化技术与界面纳观效应有机结合可实现生物免疫传感器敏感膜的良好固定。

全文目录


致谢  5-7
摘要  7-9
ABSTRACT  9-14
第1章 绪论  14-22
  1.1 概述  14-15
  1.2 生物传感器的研究现状  15-16
  1.3 生物传感器固定化方法检测的研究进展  16-20
  1.4 乙型肝炎病毒检测的研究进展  20
  1.5 本论文的研究内容及技术路线  20-22
第2章 生物免疫传感膜的制备及表征  22-40
  2.1 生物传感膜功能化的基本理论  22-29
    2.1.1 生物传感膜制备方法的基本分类  22-25
    2.1.2 各种常规固定化方法的优缺点比较  25
    2.1.3 新的固定方法  25-29
  2.2 实验仪器  29-31
  2.3 实验试剂  31-32
  2.4 基本工艺  32-36
    2.4.1 硅片的清洗方法  32-34
    2..4.2 APTES功能化  34-36
    2.4.3 蛋白A功能化  36
  2.5 功能化效果确认实验  36-40
    2.5.1 接触角测定原理  36-37
    2.5.2 接触角测定结果  37-38
    2.5.3 FTIR测定  38-40
第3章 AFM在免疫生物传感器制作中的应用  40-57
  3.1 历史背景  40-42
  3.2 AFM工作模式  42-43
  3.3 AFM扫描的基本概念  43
  3.4 进行AFM成像实验时常用的设定参数  43-44
  3.5 AFM检测原理  44
  3.6 AFM操作步骤  44
  3.7 蛋白质在基底上的五种基本形态  44-45
  3.8 AFM扫描实验结果  45-57
    3.8.1 实验结果1  45-47
    3.8.2 实验结果2  47-49
    3.8.3 实验结果3  49-57
第4章 乙肝病毒免疫生物传感器的力学及形态学特性  57-62
  4.1 引言  57-59
  4.2 实验结果  59-62
第5章 基于生物纳米免疫传感器的ELISA检测系统  62-65
  5.1 ELISA检测方法的历史及原理  62-63
  5.2 实验结果及讨论  63-65
第6章 总结与展望  65-68
  6.1 总结  65-66
  6.2 展望  66-68
    6.2.1 AFM技术的展望  66-67
    6.2.2 免疫生物传感器的展望  67-68
参考文献  68-72
作者在硕士期间所取得的科研成果  72

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化元件、部件 > 发送器（变换器）、传感器 > 生物传感器、医学传感器
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