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基于原子力显微术的免疫分子识别

谢辉  
【摘要】:本文基于原子力显微术(Atomic force microscopy,AFM),利用电化学、胶体金修饰、透射电子显微镜(Transmission electronic microscope,TEM)等进行与生物分子的结构与功能相关的免疫识别研究。利用分子自组装技术设计出CD29免疫传感器并将AFM针尖修饰CD29后利用力曲线模式对免疫传感器进行分子识别及活性点分析。CD29免疫传感器的活性点分析表明只有62.5%的表面区域有明显的力的黏附性即活性部位,其余部分无活性,通过AFM扫描表面发现抗体在表面聚集成团状,失去蛋白分子的原有结构且将活性部位隐藏于内部。推断出这可能是导致蛋白失活的主要原因。 提出用“纳米建筑法”(nano architecture)”设计胶体金修饰的电极并作为免疫传感器特异性识别表面分子的方法。并同时应用AFM、电化学工作站验证了“纳米建筑法”在进行表面分子识别时的特异性和适用性。AFM表面形貌及活性点分析结果证实,利用胶体金修饰的纳米传感器能够使抗体分子分布均匀,活性率提高20%。电化学分析测算出胶体会的最佳覆盖浓度及抗原检测的线性方程,得到相关系数、相对标准偏差,最小检测限等有用信息,实验表明无论从哪个方面讲,胶体金修饰免疫传感器都比简单的自组装传感器在性能及可靠性上都有较大提高。证明“纳米建筑法”在这方面的优势及创新性。 利用CTAB作为阳离子分散剂使得T—T—H体系在适当温度下水解制作出一种新型多孔硅纳米材料,大小约为15—35nm。能够携带质粒DNA,并免于DNA酶的消化。研究发现这种材料表面有羟基,能够对其进行表面修饰,通过修饰Tf并将其连上携带表达绿色荧光蛋白的质粒后在肝癌细胞HepG2中表达,经过48h后通过荧光显微镜发现细胞表达出相应绿色荧光蛋白,同时发现经过修饰后的纳米颗粒荧光强度高于未修饰的纳米颗粒。证明其不仅能够作为基因转移的载体且能够通过细胞表面的TfR受体实现细胞表面受体介导转移,从而提高表达效率。通过AFM直接观测纳米颗粒对细菌的作用发现细菌表面虽然有孔洞但生长仍然良好,通过细胞生长曲线发现加入纳米颗粒的细胞相比对照组仍然生长良好,MTT比色实验及软琼脂克隆形成实验也一同证实其对细胞的无毒性质,


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