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基于有机纳米功能膜的光学生物传感研究
作 者: 黄茜茜
导 师: 曹忠
学 校: 长沙理工大学
专 业: 有机化学
关键词: 金纳米颗粒 有机功能膜修饰 c-myc LSPR DNA质粒
分类号: TB383.1
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
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内容摘要
近年来,基于金纳米颗粒修饰膜的生物传感器在疾病诊断和治疗、药物开发、蛋白组学和分子生物学领域有着非常重要的意义。本文采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作保护剂、柠檬酸钠作还原剂的化学还原法制备了质地均匀、分散性较好的金溶胶。利用自组装方法,将DTT自组装在平板金膜电极(5mm×5mm金电极)表面,比较了L-半胱氨酸与3-巯基丙酸的优缺点,最后键合3-巯基丙酸,形成用于分子识别检测的生物传感膜。采用紫外-可见光谱(UV-Vis)、透射电子显微镜(TEM)对金纳米颗粒进行了表征,并用循环伏安法(CV)对其组装过程进行电化学性能测试。突破传统EDC+NHS的催化作用,本文采用EDC+DMAP作为氨基与羧基反应的催化剂,获得活性功能增强的有机功能团组装修饰的纳米金膜生物传感器,在可见吸收光谱区展现出灵敏的局域化表面等离子体共振(LSPR)光谱信号。基于新型有机纳米功能膜修饰的LSPR生物传感器对c-myc单克隆抗体的最大吸附量可达到2.4μg/mL。基于c-myc单克隆抗体固定的LSPR生物传感器可用于致癌基因c-myc重组蛋白的识别,低浓度线性响应范围为6.5×10-3—1.3μg/mL,检测下限为6.5×10-3μg/mL;对0.65μg/mL和0.26μg/mL样品重复测定12次,相对标准偏差分别为1.56%和3.22%,说明该方法重现性好;牛血清白蛋白、猪血红蛋白、牛白蛋白、转铁蛋白、人血红蛋白、凝血酶、溶菌酶等对测定不干扰;与酶联免疫吸附测定法(ELISA)比较,本方法的回收率范围在92.31%—109.23%,说明本方法能用于c-myc重组蛋白的识别检测。相对于传统生物学定性分析方法,该传感器已成功地应用于实际样品肿瘤细胞中c-myc含量的检测,在抗癌预测和治疗方面具有重要应用价值。基于c-myc重组蛋白固定的LSPR生物传感器可用于致癌基因关联的DNA质粒的检测,其线性响应范围为9.0×10-3—1.5μg/mL,检测下限为9.0×10-3μg/mL,重现性和选择性好,回收率范围在91.11—112.00%,说明本方法能用于DNA质粒的识别检测,在生物医学和分子生物学方面具有重要的研究价值。基于c-myc单克隆抗体固定的LSPR生物传感器可用于致癌基因c-myc关联的二抗分子的检测,其线性响应范围为4.0×10-3—0.20μg/mL ,检测下限为4.0×10-3μg/mL,重现性和选择性好,回收率范围在91.00—110.00%,说明本方法能用于二抗分子的识别检测,在生物医学和分子生物学方面具有重要的研究价值。
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全文目录
摘要 5-6 ABSTRACT 6-10 第一章 绪论 10-30 1.1 研究目的和意义 10 1.2 金纳米粒子的概述 10-19 1.2.1 金溶胶的合成 10-12 1.2.2 表面修饰 12-16 1.2.3 金纳米粒子的表征 16-19 1.3 局域表面等离子体共振概述 19-23 1.3.1 SPR 概述 19 1.3.2 SPR 的基本原理 19-20 1.3.3 SPR 技术的特点 20-21 1.3.4 LSPR 概述 21-22 1.3.5 LSPR 基本原理 22-23 1.4 LSPR 生物分子识别应用 23-26 1.5 致癌基因 C-myc 蛋白检测意义 26-29 1.5.1 C-myc 概述 26-27 1.5.2 C-myc 在肿瘤发生中的作用 27-28 1.5.3 研究c-myc 的意义 28-29 1.6 课题研究目的和发展趋势 29-30 第二章 基于金纳米有机功能膜的致癌基因c-myc 蛋白的光学检测研究 30-55 2.1 前言 30-31 2.2 实验 31-41 2.2.1 仪器与试剂 31-32 2.2.2 金溶胶制备方法 32-34 2.2.3 纳米金修饰电极 34-35 2.2.4 金纳米颗粒膜的表面修饰 35-37 2.2.5 金纳米颗粒膜的活化 37 2.2.6 光纤光谱仪的组装及应用 37-39 2.2.7 循环伏安(CV)监测金电极自组装过程 39-40 2.2.8 固定c-myc 单克隆抗体识别c-myc 蛋白 40-41 2.3 结果讨论分析 41-54 2.3.1 最佳金纳米颗粒的优化选择以及表征 41-42 2.3.2 金纳米粒子的粒径和紫外可见吸收光谱的表征 42-44 2.3.3 循环伏安法测试最佳条件选择 44-46 2.3.4 循环伏安(CV)监测金电极自组装过程 46-47 2.3.5 生物分子间特异性识别 47-54 2.4 结论 54-55 第三章 基于金纳米有机功能膜的质粒DNA的光学检测研究 55-67 3.1 前言 55-56 3.2 实验部分 56-61 3.2.1 仪器与试剂 56-59 3.2.2 样品制备 59-60 3.2.3 固定c-myc 蛋白识别DNA 60-61 3.3 结果与讨论 61-67 3.3.1 测量c-myc 蛋白的最大吸附量 61-62 3.3.2 固定c-myc 蛋白,定量识别质粒DNA 62-63 3.3.3 固定c-myc 蛋白识别质粒DNA 的最低检测限 63-64 3.3.4 干扰物质的影响 64-65 3.3.5 重现性的测定 65 3.3.6 回收率的测定 65-67 第四章 基于金纳米有机功能膜的c-myc二抗分子识别的光学检测研究 67-78 4.1 前言 67-68 4.2 实验部分 68-73 4.2.1 仪器与试剂 68-70 4.2.2 样品制备 70-72 4.2.3 固定c-myc 单克隆抗体,识别二抗GAM 72-73 4.3 结果与讨论 73-78 4.3.1 测定c-myc 单克隆抗体的最大吸附量 73-74 4.3.2 固定c-myc 单克隆抗体,定量识别二抗GAM 74-75 4.3.3 固定c-myc 单克隆抗体识别二抗GAM 的最低检测限 75 4.3.4 干扰物质的影响 75-76 4.3.5 重现性的测定 76-77 4.3.6 回收率的测定 77-78 结论与展望 78-80 4.1 结论 78-79 4.2 展望 79-80 参考文献 80-88 致谢 88-89 附录 89
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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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