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《宁波大学》 2017年
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基于氮化碳材料检测肿瘤标志物的电化学发光免疫分析方法研究

武琳  
【摘要】:电化学发光(ECL)免疫分析技术,结合电化学发光技术和免疫分析技术,可以显著提高生物蛋白分子检测的灵敏度和选择性,在免疫生物学和临床检验学等研究中展现出巨大的应用潜力。本论文围绕肿瘤标志物快速检测与高敏监测的重大需求,基于氮化碳发光材料构建新型ECL免疫传感器,实现了肿瘤标志物的高敏分析,解决了步骤复杂、耗时长、稳定可靠性差等问题,为进一步发展新型肿瘤标志物传感分析平台奠定了坚实的基础,对癌前病变、肿瘤早期的诊断及预警具有重要科学意义和应用前景。本论文研究工作主要包括以下几部分:1、一次性可抛弃超高灵敏糖类抗原125(CA125)免疫传感器制备基于多功能氮化碳材料,一步制备可抛弃的检测肿瘤标志物CA125的电化学发光免疫传感器。氨基化的四氧化三铁和CA125抗体通过氨基和羧基的化学键合的方式同时被连接在氮化碳材料的表面,由此得到多功能的氮化碳材料。四氧化三铁使得多功能氮化碳材料处于电极的外亥姆赫兹面之内甚至成为电极表面的一部分,这样的构建模式可以有效增强氮化碳材料和电极表面之间的电子传递从而大大地增强传感器的电化学发光强度。CA125与CA125抗体之间特异性结合,可以有效抑制体系的电化学发光。在最优的实验条件下,该一次性可抛弃的电化学发光传感器检测CA125的线性范围是0.001~5 U/m L,检测限低至0.4m U/m L。该方法为临床分析提供了一种快速、便捷、高灵敏高准确性的方法。2、“电极内”夹心式超高灵敏鳞状细胞癌抗原(SCCA)免疫传感器制备基于磁性氧化石墨烯、纳米金/氮化碳两种复合材料,开发了一种新型“电极内”模式电化学发光免疫传感器,用于检测鳞状细胞癌抗原。将第一抗体固载在磁性氧化石墨烯的表面,作为捕获单元,第二抗体固载在纳米金/氮化碳表面,作为信号单元。当捕获单元滴涂于磁性玻碳电极的表面,会被牢牢地吸在电极的表面,从而可以捕获肿瘤标志物鳞状细胞癌抗原,然后通过抗原和抗体之间的特异性结合,从而信号单元可以被固定在电极表面。在“电极内”模式下,可以保证处于免疫复合物最外层的发光物质氮化碳材料如同直接固定在电极的表面甚至变成电极的一部分,这样就大大地提高氮化碳的发光效率,所以得到更强的电化学发光强度,从而灵敏度大大提高。通过优化得到最优实验条件,该ECL免疫传感器检测鳞状细胞癌抗原的线性范围是0.001~10 ng/m L,检测限低至0.4 pg/m L。该新型“电极内”模式的电化学发光免疫传感器,在临床分析检测鳞状细胞癌具有潜在的应用价值。3、电位分辨的“电极内”模式超高灵敏同时检测糖类抗原125(CA125)和鳞状细胞癌抗原(SCCA)的免疫传感器制备基于两种不同类型的电化学发光物质,开发了一种电位分辨“电极内”模式同时检测两种肿瘤标志物糖类抗原125(CA125)和鳞状细胞癌抗原(SCCA)的免疫传感器。使用金电极作为工作电极,利用Au-S化学键合的方式可以将大量的anti-CA1251和anti-SCCA1固载在金电极的表面,然后再将其孵育在两种抗原的混合溶液内,可以分别捕获CA125和SCCCA。多功能化石墨烯材料是在氧化石墨烯表面固载发光体氨基吡啶钌(Ru-NH_2)和CA125第二抗体的复合材料;多功能化氮化碳材料是在氮化碳表面同时负载有纳米金和SCCA第二抗体的复合材料,通过形成“第一抗体-抗原-第二抗体”免疫复合物被结合到传感器表面之后,传感器即被制备成功。Ru-NH_2和氮化碳有不同的电化学发光激发电位,antiCA125_2-Ru-NH_2@GO-COOH和anti-SCCA_2-Au NPs/g-C_3N_4可以作为信号单元,实现对两种肿瘤标志物CA125和SCCA的同时检测。
【学位授予单位】:宁波大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:R730.4;O657.3

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