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基于量子点复合材料的高灵敏电致化学发光生物传感器的研究

王磊  
【摘要】:癌症是严重威胁人类生命和健康的恶性疾病之一,大量研究和防治资料证实,早期诊断和早期治疗是防治癌症与降低死亡率的最有效办法。电致化学发光免疫分析传感器具有很高的灵敏度,且具有仪器设备简单、操作方便、快捷、线性响应范围宽和易于实现自动化等显著优点,越来越受到研究者们的广泛关注。本文研究了两种基于磁性纳米复合物电致化学发光检测癌胚抗原的新方法,实现了对癌胚抗原的灵敏检测。 本文主要开展了以下四个方面的工作: (1)制备了一种新型的具有磁性和电化学发光的双功能纳米复合物Fe3O4/QDs。该纳米复合物具有良好的磁性,可以很方便地进行磁性分离,避免了实验过程中的繁琐性,并且通过简单的吸附方法就可稳定地修饰于磁性电极上,也防止了在检测过程中的脱落,在生物分析中具有良好的应用前景。 (2)基于磁性和电化学发光的双功能纳米复合物制备了一种超灵敏的电致化学发光免疫传感器,用以检测癌胚抗原(CEA)。通过实验得到其检测的线性范围是0.064 pg mL~(-1) ~10 ng mL~(-1),检测限是0.032 pg mL~(-1)。该ECL免疫传感器迅速、方便、灵敏,具有良好的选择性和稳定性,是生物分析和临床检验中很有潜力的检测技术。本研究极大地促进ECL和QDs纳米复合材料在生物分析上的应用。 (3)制备了一种新型的基于CdSe /ZnS /Fe3O4 /CNTs /IL复合纳米材料的电致化学发光免疫传感器。其良好的电致化学发光性质、生物相容性和稳定性利于制备电致化学发光生物传感器。实验结果表明ECL的强度和抗原浓度的对数在0.001 ng mL~(-1)~100 ng mL~(-1)呈直线关系,检测限是0.004 ng mL~(-1)。根据线性回归方程,在线性范围内,可以定量的检测抗原浓度。本研究为量子点纳米复合物的ECL用于高灵敏度的分析开辟了新的方法。 (4)首次报道了一种新型的Dendrimer/CdSe-ZnS量子点纳米粒子的制备和用于电化学(电化学发光)多功能检测癌细胞的探针实验。由于在纳米簇上存在着许多的功能化氨基,大量的量子点可以被标记到纳米簇之上,这使得量子点的电致化学发光信号有明显的提高。捕捉探针是特别设计成目标细胞的适体,通过运用条形代码技术,我们设计了一种新型的细胞检测的生物传感器,并且避免了交叉错配反应。并且,在试验过程中,我们应用了磁珠用于固定适体DNA,从而使得信号升高的细胞检测方法得到了成功应用,并且这使得分离过程得到了明显的简单化,提高了细胞的检测灵敏度。据我们所知,这是第一次将Dendrimer /QDs纳米簇应用于DNA和细胞的检测过程之中。这种检测方法也为今后的癌细胞早期检测和疾病的预防提供了指导和研究方向。


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