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《湖南大学》 2005年
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新型纳米材料及高聚物用于电流型生物传感界面的构建

刘志敏  
【摘要】:基于生物识别的高度专一性与电化学信号检测的放大作用相结合的电化学生物传感器,具有灵敏度高、选择性好、成本低、易于微型化等优点,在临床诊断和环境分析等方面有广阔的应用前景。如何将生物组分高效、稳定的固定到基体表面是生物传感器构制的一个关键技术。本研究论文主要是通过发展新型生物材料固定方法,以达到改进固定生物组分活性、延长传感器的使用寿命等目的,从而构制一系列性能良好的电流型生物传感器。 在测试对象方面,选择了酚类化合物作为主要代表,并兼顾其他生化物质。酚类化合物是一类很重要的环境污染物,主要来源于工业废水、炼焦厂的废物等。由于酚类物质对人体有很大的危害性,所以对环境中酚类物质的定量检测具有十分重要的意义。当前的一些传统分析方法,存在着灵敏度低,样品处理复杂,不适于现场检测等缺点,不能满足实际检测的要求。为这些物质设计构建可用于准确、快速、方便携带于现场的传感器具有实用意义。本论文主要研究工作包括: 1、发展了基于核-壳型磁性纳米粒子修饰生物分子的新方法,并用于固定酶或免疫试剂,构制了电流型的酶或免疫传感器。在第2章中,构制了一种基于酪氨酸酶固定在修饰过的核-壳型磁性纳米粒子表面的酚类传感器。首先采用室温固相反应法合成磁性MgFe2O4纳米粒子,以SiO2包覆外壳,形成核-壳型的磁性纳米粒子(MgFe2O4-SiO2),然后在交联剂戊二醛的作用下,将酪氨酸酶共价固定到硅烷化的核-壳型粒子的表面,形成磁性生物纳米粒子,最后在磁场存在的情况下固定到碳糊电极表面。该传感器对苯酚的测定显示出快速而且灵敏的响应,对苯酚测定的线性范围为1.0×10-6 ~ 2.5×10-4 mol L-1,检测限为6.0×10-7 mol L-1,灵敏度为54.2μA mmol-1 L,使用寿命在一个月左右。由于功能化的核-壳型粒子表面可偶联抗体,在第8章中,报道了基于核-壳型磁性纳米粒子(CdFe2O4-SiO2)固定抗体的电流型免疫传感器。分析步骤包括首先将人的IgG抗体共价固定到硅烷化的磁性核-壳纳米粒子(CdFe2O4-SiO2)表面,形成磁性生物纳米粒子,然后磁性生物纳米粒子在磁场的作用下固定到碳糊电极表面,通过夹心式免疫反应方式测定人的IgG,即将待测的人的IgG抗原和酶标抗体依次固定到电极表面,最后根据酶催化产物的电化学信号进行检测。该传感器对人IgG测定的线性范围为0.51 ~ 30.17μg mL-1,IgG测定的检测限为0.18μg mL-1,传感器的响应电流在二周的时间内几乎没有显著的变化。基于核-壳磁性纳米粒子的免疫传感器显示出操作简单、生物分子易于修饰、费用低廉、表面易于更新等优点。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TP212.2;TB383.1

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