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检测大肠杆菌的电化学阻抗谱免疫生物传感器研究

作　者: 张灯
导　师: 王平
学　校: 浙江大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 大肠杆菌O157:H7 免疫传感器循环伏安法交流阻抗谱表面固定化
分类号: TP212
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

本课题根据电化学阻抗谱良好的界面表征特性,通过在铟锡氧化物(ITO)电极表面,使用硅烷化单分子层的固定化技术,将抗体固定在电极表面来捕获大肠杆菌O157:H7,并且根据对不同浓度的目标菌的响应,来测定它们的浓度;以期建立电化学阻抗谱和免疫传感器联用技术的检测系统,能够快速,准确地检测致病微生物。本论文主要论述以下三部分工作: 1.首先介绍了大肠杆菌O157:H7检测的重要性和研究依据,用掺锡的三氧化二铟(ITO)作为工作电极,通过硅烷化固定化技术,将抗大肠杆菌O157:H7单克隆抗体固定在ITO电极表面;并通过双抗体夹心法在ITO电极表面吸附病菌。 2.应用电化学阻抗谱及循环伏安法测定修饰电极在电解液中的电化学行为,用铁氰化钾/亚铁氰化钾氧化还原对研究吸附层的法拉第阻抗。并选择合适的等效电路图,来跟踪了解电极表面每一个反应步骤的电学变化。 3.配制不同病菌浓度的溶液与免疫电极发生结合,通过Niquist图上反映出来的电荷转移阻抗来初步确定电化学阻抗谱传感器对目标菌的定量检测。通过以上工作,为今后通过电化学阻抗谱技术和免疫传感器联用,快速准确的检测致病微生物打下良好、坚实的基础。

全文目录

摘要  3-7
第一章致病性大肠杆菌0157∶H7及早期诊断的意义  7-14
  1．1 概述及分类  7
  1．2 生物学特征  7-8
  1．3 致病性及临床表现  8-9
  1．4 流行病学特点  9-10
  1．5 目前的检测技术  10-12
    1．5．1 细菌学分离  10-11
    1．5．2 患者血清特异性抗体的检测  11
    1．5．3 分子生物学检测  11-12
    1．5．4 生物传感器  12
  1．6 论文的目的  12-14
第二章电化学阻抗谱技术  14-27
  2．1 电化学分析的基础知识  14-17
    2．1．1 化学电池  14
    2．1．2 电极电位  14-16
    2．1．3 电极的极化  16-17
    2．1．4 电极过程  17
  2．2 电化学过程中的阻抗特点  17-18
  2．3 用阻抗测定研究电极界面  18-19
  2．4 不同形式的电化学阻抗谱谱图简介  19-20
  2．5 电极在不同条件下的Nyquist图  20-24
    2．5．1 电化学极化下交流阻抗法测定电学参数  21-22
    2．5．2 浓差极化下的交流阻抗  22-23
    2．5．3 电化学极化和浓差极化同时存在时电极的法拉第阻抗  23-24
  2．6 阻抗测定与测定装置  24-25
  2．7 电化学体系中固液界面阻抗的直接测定  25-27
第三章循环伏安法  27-30
  3．1 循环伏安法原理  27-28
  3．2 与线性扫描和循环伏安法有关的实验问题  28-30
    3．2．1 双电层充电效应  28-29
    3．2．2 iR_(u)降  29-30
第四章免疫传感器  30-37
  4．1 免疫学基础  30-33
    4．1．1 抗原与抗体  30-31
    4．1．2 免疫反应的原理与特点  31-33
  4．2 免疫传感器的分类  33-34
    4．2．1 酶免疫生物传感器  33-34
    4．2．2 免疫荧光传感器  34
  4．3 免疫传感器的测量方法  34-35
  4．4 生物敏感膜的制备技术  35-37
第五章交流阻抗谱免疫传感器检测E.coli O157∶H7的实验设计  37-41
  5．1 生化试剂  37
  5．2 溶液的配制  37-38
  5．3 细菌的培养和平板计数  38
  5．4 对电极和参比电极  38-39
  5．5 电解质溶液  39
  5．6 ITO电极及其表面修饰  39-40
  5．7 电化学测量  40-41
第六章实验结果和讨论  41-51
  6．1 生物免疫传感器的准备及其特性  41-42
  6．2 免疫传感器的电化学特性  42-45
    6．2．1 六氰合铁酸盐在电极表面的电子转移特性  42
    6．2．2 电极的循环伏安曲线  42-43
    6．2．3 交流阻抗谱  43-45
  6．3 免疫传感器表面阻抗的Bode图  45-46
  6．4 不同浓度大肠杆菌O157∶H7的检测  46-47
  6．5 实验条件的优化  47-49
    6．5．1 pH的选择  48
    6．5．2 细菌培育时间的选择  48
    6．5．3 温度的选择  48-49
    6．5．4 交流阻抗谱静息电位的选择  49
  6．6 传感器的再生以及重现性  49-51
第七章总结与展望  51-53
参考文献  53-56
致谢  56-57
附录1 作者在攻读硕士期间发表的论文  57

检测大肠杆菌的电化学阻抗谱免疫生物传感器研究

内容摘要

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