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《西南大学》 2010年
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基于无机纳米材料构建的癌胚抗原免疫传感器的研究

闵丽根  
【摘要】: 电化学免疫传感器在医学、环境监测、食品检测和生物分析等方面都有着广泛应用,具有灵敏度高、检测快速方便、选择性好、容易进行在线活体检测等优点。构建电化学免疫传感器的关键在于如何将生物分子有效地固定在电极表面并且保持其稳定性与活性。纳米材料具有生物相容性好、比表面积大、吸附力强等特点,将纳米材料用于构建免疫传感器一方面可以提高生物分子的吸附量,另一方面又可以很好地保持抗原和抗体的生物活性,从而使得免疫传感器在灵敏度和使用寿命等主要性能上得到提高。本文将碳纳米管、纳米普鲁士蓝、纳米金等多种纳米材料用于构建免疫传感器,并研究了其相应的电化学响应特性。 1.基于纳米金与碳纳米管-纳米铂-壳聚糖纳米复合物固定癌胚抗原免疫传感器的研究 采用纳米金(nano-Au)、多壁碳纳米管-纳米铂-壳聚糖的纳米复合物(MWNT-Pt-CS)及电子媒介体硫堇(Th)固载抗体制得高灵敏癌胚抗原免疫传感器。该方法有以下几个优点,第一,纳米金增加了抗体的固定量;第二,纳米铂和碳纳米管均可直接催化还原H2O2,从而提高了免疫传感器的灵敏度;第三,HRP的引入除了能封闭电极表面的活性位点外,还可以直接催化H2O2从而较大地增强电流响应,提高灵敏度。在优化的实验条件下,该传感器响应的峰电流值与CEA浓度在0.5~10 ng/mL和10~120 ng/mL的范围内保持良好的线性关系,检测限为0.2ng/mL。 2.基于双层纳米金与PDDA-PB修饰癌胚抗原免疫传感器的研究 采用双层纳米金与经聚二烯丙基二甲基氯化铵修饰的普鲁士蓝纳米层(P-PB)的结构,制得新型癌胚抗原免疫传感器。与传统的普鲁士蓝纳米粒子相比,P-PB在水溶液中稳定性更强;同时双层纳米金结构能够提供大的比表面积与良好的生物兼容性从而很好地固定生物大分子并保持其生物活性。对该传感器进行了电化学表征及测定。在优化的实验条件下,响应的峰电流值与CEA浓度在O.3~10 ng/mL和10~120 ng/mL的范围内保持良好的线性关系,检测限为0.1 ng/mL。 3.双层酶修饰碳纳米管作标记用于肿瘤标志物检测的传感器研究 采用双层酶修饰碳纳米管作为信号放大标记物,制得一种新型的电化学免疫传感器。本文将癌胚抗原作为模板用于检测肿瘤标志物。利用聚合物PDDA,通过正负电荷之间的作用,将双层的HRP自组装于多壁碳纳米管上,进而将制得的碳纳米管标记于二抗之上。双层的HRP很大程度上放大响应信号并且相应地提高传感器的灵敏度。在最优的条件下,该免疫传感器的响应信号与待测物浓度在0.05~45 ng/mL的范围内保持良好的线性关系,检测下限为16.0pg/mL。
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