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纳米金标记毛细管电泳超灵敏化学发光免疫分析及应用研究

作　者: 梅林
导　师: 刘彦明
学　校: 信阳师范学院
专　业: 分析化学
关键词: 毛细管电泳纳米金化学发光免疫分析人免疫球蛋白G 喹诺酮类抗生素
分类号: O657.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

纳米技术是21世纪最重要的技术之一,它覆盖了多个领域,包括化学、物理、材料科学、工程学、生物学,甚至医学。在过去的十年里,纳米金(gold nanoparticles, AuNPs)在生物分子检测和临床诊断中的应用已经引起了高度重视,它具有易于合成和表面修饰、强大的催化效应和容易与生物分子结合等优良性质。毛细管电泳(capillary electrophoresis, CE)是一类以高压电场为驱动力,以毛细管为分离通道,以样品的多种特性为依据的高效分离分析技术,是继气相色谱(gas chromatography, GC)和高效液相色谱(high-performance liquid chromatography, HPLC)之后分析科学的又一重大进展。CE具有分离效率高、样品消耗量低、分析时间短等优点,是一种新颖的微量分离分析技术。化学发光免疫分析法(chemiluminescence immunoassay, CL-IA)用于定量检测复杂样品中的低浓度组分,已经广泛地应用于临床诊断研究。CE结合CL-IA将同时具有CE的高分离能力、CL的高灵敏检测和IA的高特异性,是分析复杂生物样品的有效手段。本文首次将AuNPs标记、CE-CL-IA结合起来,发展了一种新颖的化学发光免疫分析技术,主要研究内容和创新点如下：1.首次利用AuNPs作为CL标记物用于毛细管电泳化学发光免疫分析。AuNPs用来催化luminol-H2O2反应,产生强的CL信号。非竞争免疫反应后,免疫复合物和未反应的标记抗体(Ab*)经CE分离后先后流出毛细管,与CL试剂相遇产生发光信号。我们选择常见的人免疫球蛋白G(human immunoglobulin G, hIgG)作为目标抗原。在优化条件下,免疫复合物和Ab*在5min内得到良好的分离。hIgG的线性范围为0.008-5μg/mL (R=0.9950),检出限为1.14ng/mL(S/N=3)。IgG在人血清中的加标回收率在85.0-107.0%之间。该方法成功应用于病人血清中IgG的定量检测。2.首次发现诺氟沙星和环丙沙星能够显著提高luminol-H2O2化学发光体系的发光强度。基于这种现象,建立了一种CE-CL(?)高灵敏同时检测诺氟沙星和环丙沙星的新方法。对CE分离和CL检测条件的影响进行了系统研究。在优化条件下,诺氟沙星和环丙沙星在4.5 min内基线分离。诺氟沙星和环丙沙星的检出限(S/N=3)分别达到2.9×10-1。和1.1×10-12mol/L,在尿样分析中的定量限(S/N=10)分别为6.0×10-8和5.1×10-10mol/L。两种分析物日内和日间迁移时间和峰面积的相对标准偏差分别不高于3.6%和6.3%(n=6)。两种分析物在人尿样中的加标回收率在91.0%和112.7%之间。该方法成功应用于两种分析物在人尿样中的分离分析和环丙沙星在人体中药代动力学的研究。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-13
主要符号表  13-15
第1章绪论  15-38
  1.1 毛细管电泳  15-22
    1.1.1 毛细管电泳的发展概述  15-16
    1.1.2 毛细管电泳的基本原理  16-17
    1.1.3 毛细管电泳的分离模式  17-20
      1.1.3.1 毛细管区带电泳  17
      1.1.3.2 胶束电动毛细管色谱  17-18
      1.1.3.3 毛细管凝胶电泳  18
      1.1.3.4 毛细管等电聚焦  18-19
      1.1.3.5 毛细管等速电泳  19-20
      1.1.3.6 毛细管电色谱  20
      1.1.3.7 亲和毛细管电泳  20
    1.1.4 毛细管电泳的检测方法  20-22
      1.1.4.1 紫外-可见吸收检测  20
      1.1.4.2 荧光检测  20-21
      1.1.4.3 电化学检测  21
      1.1.4.4 质谱检测  21-22
      1.1.4.5 化学发光检测  22
  1.2 化学发光免疫分析  22-28
    1.2.1 化学发光免疫分析的基本原理  23
    1.2.2 化学发光免疫分析的分类  23-26
      1.2.2.1 鲁米诺类标记的化学发光免疫分析  23
      1.2.2.2 吖啶酯类标记的化学发光免疫分析  23-24
      1.2.2.3 化学发光酶联免疫分析  24-25
      1.2.2.4 纳米粒子标记的化学发光免疫分析  25
      1.2.2.5 钌联吡啶标记的电化学发光免疫分析  25-26
    1.2.3 化学发光免疫分析与其它技术的联用  26-28
      1.2.3.1 毛细管电泳化学发光免疫分析  26-27
      1.2.3.2 流动注射化学发光免疫分析  27-28
      1.2.3.3 微流控芯片化学发光免疫分析  28
  1.3 纳米粒子在毛细管电泳化学发光免疫分析中的研究进展  28-37
    1.3.1 纳米粒子  28-29
    1.3.2 纳米粒子在毛细管电泳分析中的应用进展  29-33
      1.3.2.1 纳米粒子在CE分离中的应用  29-32
        1.3.2.1.1 药物分析  29-30
        1.3.2.1.2 蛋白质分析  30-31
        1.3.2.1.3 DNA片段分析  31-32
      1.3.2.2 纳米粒子在CE样品前处理中的应用  32-33
        1.3.2.2.1 富集  32
        1.3.2.2.2 标记  32-33
    1.3.3 纳米粒子催化化学发光的研究进展  33-35
      1.3.3.1 纳米粒子催化液相化学发光  33-34
      1.3.3.2 纳米粒子催化气相化学发光  34
      1.3.3.3 纳米粒子化学发光传感器  34-35
      1.3.3.4 纳米粒子本身的化学发光  35
      1.3.3.5 纳米粒子催化电致化学发光  35
    1.3.4 纳米粒子在免疫分析中的研究进展  35-37
      1.3.4.1 纳米金在免疫分析中的应用  36
      1.3.4.2 量子点在免疫分析中的应用  36
      1.3.4.3 其它纳米粒子在免疫分析中的应用  36-37
  1.4 本论文立意和主要研究内容  37-38
第2章纳米金标记毛细管电泳分离化学发光免疫分析方法的建立及分析应用  38-63
  2.1 引言  38-40
  2.2 实验部分  40-45
    2.2.1 试剂与溶液  40-41
    2.2.2 实验装置  41-42
    2.2.3 纳米金的合成及表征  42-43
    2.2.4 纳米金标记抗体的制备  43-44
    2.2.5 免疫样品的制备  44
    2.2.6 CE分离检测过程  44
    2.2.7 人血清样品的处理  44-45
  2.3 结果与讨论  45-62
    2.3.1 抗体结合的纳米金的表征  45-46
    2.3.2 机理讨论  46
    2.3.3 标记纳米金所需最小抗体量的确定  46-48
    2.3.4 免疫样品溶剂的选择  48-49
    2.3.5 正交设计优化电泳缓冲溶液  49-51
    2.3.6 化学发光检测条件的优化  51-54
      2.3.6.1 纳米金粒径的优化  51-52
      2.3.6.2 鲁米诺浓度的优化  52
      2.3.6.3 H_2O_2浓度的优化  52-53
      2.3.6.4 CBS浓度的优化  53-54
      2.3.6.5 CBSpH的优化  54
    2.3.7 分离电压的优化  54-56
    2.3.8 毛细管电泳化学发光免疫分析检测hIgG  56-57
    2.3.9 线性范围、检出限和精密度  57-59
    2.3.10 实际应用  59-62
      2.3.10.1 血清稀释倍数的优化  59
      2.3.10.2 加标回收  59-60
      2.3.10.3 测定结果的比较  60-62
  2.4 本章小结  62-63
第3章毛细管电泳化学发光高灵敏检测诺氟沙星和环丙沙星及其应用  63-76
  3.1 引言  63-64
  3.2 实验部分  64-66
    3.2.1 试剂和材料  64
    3.2.2 CE-CL装置  64-65
    3.2.3 电泳分离检测过程  65-66
    3.2.4 尿样处理过程  66
  3.3 结果与讨论  66-75
    3.3.1 不同毛细管处理方式的影响  66
    3.3.2 分离条件的优化  66-69
      3.3.2.1 缓冲溶液种类的选择  66-67
      3.3.2.2 缓冲溶液pH的影响  67
      3.3.2.3 缓冲溶液浓度的影响  67-68
      3.3.2.4 分离电压的影响  68-69
    3.3.3 化学发光条件的优化  69-71
      3.3.3.1 鲁米诺浓度的优化  69
      3.3.3.2 H_2O_2浓度的优化  69-70
      3.3.3.3 NaHCO_3浓度的优化  70-71
    3.3.4 线性范围、检出限和重现性  71-72
    3.3.5 实际应用  72-75
  3.4 本章小结  75-76
第4章结论  76-78
致谢  78-79
参考文献  79-98
攻读学位期间获得与学位论文相关的科研成果目录  98-99

纳米金标记毛细管电泳超灵敏化学发光免疫分析及应用研究

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